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High-Purity Entanglement of Hot Propagating Modes Using Nonreciprocity

Orr, L.; Khan, Saeed A.; Buchholz, N.; Kotler, S.; Metelmann, A. 1,2
1 Institut für Theorie der Kondensierten Materie (TKM), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Distributed quantum information processing and communication protocols demand the ability to generate entanglement among propagating modes. However, thermal fluctuations can severely limit the fidelity and purity of propagating entangled states, especially for low-frequency modes relevant for radio-frequency (rf) signals. Here, we propose nonreciprocity as a resource to render continuous-variable entanglement of propagating modes robust against thermal fluctuations. By utilizing a cold-engineered reservoir, we break the symmetry of reciprocity in a standard two-mode squeezing interaction between a low- and a high-frequency mode and show that the rerouting of thermal fluctuations allows the generation of flying entangled states with high purity. Our approach requires only pairwise Gaussian interactions and is thus ideal for parametric circuit-QED implementations.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000160611
Veröffentlicht am 14.07.2023
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1103/PRXQuantum.4.020344
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Zitationen: 1
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Zitationen: 2
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT)
Institut für Theorie der Kondensierten Materie (TKM)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsmonat/-jahr 06.2023
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2691-3399
KITopen-ID: 1000160611
HGF-Programm 47.11.02 (POF IV, LK 01) Emergent Quantum Phenomena
Erschienen in PRX Quantum
Verlag American Physical Society (APS)
Band 4
Heft 2
Seiten Art.-Nr.: 020344
Vorab online veröffentlicht am 16.06.2023
Nachgewiesen in Web of Science
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