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量子情報：フォトニックリンクを用いた超伝導キュービットの制御と読み出し
Nature 591, 7851 doi: 10.1038/s41586-021-03268-x
汎用量子コンピューターという革新的な見通しを実現するには、数百万の量子ビット（キュービット）を備えたプロセッサーが必要になる。超伝導量子プロセッサーでは、各キュービットは、室温の電子機器を極低温環境の量子回路につなぐマイクロ波信号線によって個別にアドレスされる。1キュービットにつき複数の同軸線を用いることに伴う複雑さと熱負荷によって、最大限可能なプロセッサーサイズは数千キュービットに制限されている。今回我々は、1本の光ファイバーを用いて変調レーザー光を室温から極低温光検出器へと導き、ショット雑音限界のマイクロ波信号をミリケルビン温度で直接伝送できるフォトニックリンクについて報告する。我々は、超伝導キュービットの高忠実度の制御と読み出しを実証することによって、このフォトニックリンクが超伝導量子情報処理の厳しい要件を満たし得ることを示す。光ファイバーの低い熱伝導率と広い固有帯域幅を利用することで、コヒーレントマイクロ波制御パルスの効率的な超多重化伝送が可能になり、100万キュービットの汎用量子コンピューターへの道が開かれた。
