Robust Preparation of Wigner-Negative States with Optimized SNAP-Displacement Sequences
Artikel i vetenskaplig tidskrift, 2022

Hosting nonclassical states of light in three-dimensional microwave cavities has emerged as a promising paradigm for continuous-variable quantum information processing. Here we experimentally demonstrate high-fidelity generation of a range of Wigner-negative states useful for quantum computation, such as Schrodinger-cat states, binomial states, Gottesman-Kitaev-Preskill states, as well as cubic phase states. The latter states have been long sought after in quantum optics and have never been achieved experimentally before. We use a sequence of interleaved selective number-dependent arbitrary phase (SNAP) gates and displacements. We optimize the state preparation in two steps. First we use a gradient-descent algorithm to optimize the parameters of the SNAP and displacement gates. Then we optimize the envelope of the pulses implementing the SNAP gates. Our results show that this way of creating highly nonclassical states in a harmonic oscillator is robust to fluctuations of the system parameters such as the qubit frequency and the dispersive shift.

Författare

Marina Kudra

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi

Mikael Kervinen

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi

Ingrid Strandberg

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Tillämpad kvantfysik

Shahnawaz Ahmed

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Tillämpad kvantfysik

Marco Scigliuzzo

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi

Amr Osman

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi

Daniel Perez Lozano

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi

Mats O. Tholen

Kungliga Tekniska Högskolan (KTH)

Riccardo Borgani

Kungliga Tekniska Högskolan (KTH)

David B. Haviland

Kungliga Tekniska Högskolan (KTH)

Giulia Ferrini

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Tillämpad kvantfysik

Jonas Bylander

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi

Anton Frisk Kockum

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Tillämpad kvantfysik

Isaac Fernando Quijandria Diaz

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Tillämpad kvantfysik

Per Delsing

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi

Simone Gasparinetti

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi

PRX Quantum

26913399 (eISSN)

Vol. 3 3 030301

Ämneskategorier

Atom- och molekylfysik och optik

Annan fysik

Den kondenserade materiens fysik

DOI

10.1103/PRXQuantum.3.030301

Mer information

Senast uppdaterat

2023-04-21