論文の概要: Implementation of a transmon qubit using superconducting granular
aluminum
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/1911.02333v3
- Date: Fri, 27 Oct 2023 13:13:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-01 01:45:47.694946
- Title: Implementation of a transmon qubit using superconducting granular
aluminum
- Title（参考訳）: 超伝導グラニュラーアルミニウムを用いたトランスモン量子ビットの実装
- Authors: Patrick Winkel, Kiril Borisov, Lukas Gr\"unhaupt, Dennis Rieger,
Martin Spiecker, Francesco Valenti, Alexey V. Ustinov, Wolfgang Wernsdorfer,
Ioan M. Pop
- Abstract要約: grAlは、強い駆動量子回路に対する非線形性の堅牢な源を提供する。
intrinsic qubit linewidth $gamma = 2 pi times 10,mathrmkHz$, a lifetime of 16,mathrmmu s$。
この線幅は2 pi×150,mathrmkHz$未満で、機内磁場はsim70,mathrmmT$まで。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The high kinetic inductance offered by granular aluminum (grAl) has recently
been employed for linear inductors in superconducting high-impedance qubits and
kinetic inductance detectors. Due to its large critical current density
compared to typical Josephson junctions, its resilience to external magnetic
fields, and its low dissipation, grAl may also provide a robust source of
non-linearity for strongly driven quantum circuits, topological
superconductivity, and hybrid systems. Having said that, can the grAl
non-linearity be sufficient to build a qubit? Here we show that a small grAl
volume ($10 \times 200 \times 500 \,\mathrm{nm^3}$) shunted by a thin film
aluminum capacitor results in a microwave oscillator with anharmonicity
$\alpha$ two orders of magnitude larger than its spectral linewidth
$\Gamma_{01}$, effectively forming a transmon qubit. With increasing drive
power, we observe several multi-photon transitions starting from the ground
state, from which we extract $\alpha = 2 \pi \times 4.48\,\mathrm{MHz}$.
Resonance fluorescence measurements of the $|0> \rightarrow |1>$ transition
yield an intrinsic qubit linewidth $\gamma = 2 \pi \times 10\,\mathrm{kHz}$,
corresponding to a lifetime of $16\,\mathrm{\mu s}$. This linewidth remains
below $2 \pi \times 150\,\mathrm{kHz}$ for in-plane magnetic fields up to
$\sim70\,\mathrm{mT}$.
- Abstract（参考訳）: グラニュラルアルミニウム (grAl) によって提供される高速度インダクタンスを, 超伝導高インピーダンス量子ビットおよび運動インダクタンス検出器の線形インダクタンスに応用した。
典型的なジョセフソン接合よりも大きな臨界電流密度、外部磁場への反発性、そして低い散逸のため、グラルは強い駆動された量子回路、トポロジカル超伝導、ハイブリッド系の非線形性の強固な源となる可能性がある。
そうは言っても、gral の非線形性は qubit を構築するのに十分か?
ここで、薄膜アルミニウムキャパシタによってシャントされた小さなグラル体積(10 \times 200 \times 500 \,\mathrm{nm^3}$)が、スペクトル線幅$\gamma_{01}$よりも2桁大きいアンハーモニティのマイクロ波発振器となることを示し、実質的にトランスモン量子ビットを形成する。
駆動力の増大に伴い、基底状態から始まる複数の多光子遷移を観測し、そこから$\alpha = 2 \pi \times 4.48\,\mathrm{MHz}$を抽出する。
共振蛍光による$|0> \rightarrow |1>$遷移の測定により、固有量子ビット線幅$\gamma = 2 \pi \times 10\,\mathrm{kHz}$が生成され、寿命は16\,\mathrm {\mu s}$となる。
この直線幅は、面内磁場が$\sim70\,\mathrm{mT}$に対して$2 \pi \times 150\,\mathrm{kHz}$以下である。
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