論文の概要: Cryogenic amplification of image-charge detection for readout of quantum states of electrons on liquid helium

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.09598v1
• Date: Thu, 19 Nov 2020 00:47:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-23 17:22:25.168253
• Title: Cryogenic amplification of image-charge detection for readout of quantum states of electrons on liquid helium
• Title（参考訳）: 液体ヘリウム上の電子の量子状態の読み出しのための画像電荷検出の低温増幅
• Authors: Asem Elarabi, Erika Kawakami, Denis Konstantinov
• Abstract要約: 液体ヘリウム上の電子の量子状態の画像電荷検出は、単一電子量子ビットの読み出しに使用できる可能性がある。 我々は低消費電力90 muWの2段階増幅方式を実験的に実証した。 検出された画像チャージ信号を1段および2段増幅方式で比較する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Accurate detection of quantum states is a vital step in the development of quantum computing. Image-charge detection of quantum states of electrons on liquid helium can potentially be used for the readout of a single-electron qubit; however, low sensitivity due to added noise hinders its usage in high fidelity and bandwidth (BW) applications. One method to improve the readout accuracy and bandwidth is to use cryogenic amplifications near the signal source to minimize the effects of stray capacitance. We experimentally demonstrate a two-stage amplification scheme with a low power dissipation of 90 {\mu}W at the first stage located at the still plate of the dilution refrigerator and a high gain of 40 dB at the second stage located at the 4 K plate. The good impedance matching between different stages and output devices ensure high BW and constant gain in a wide frequency range. The detected image-charge signals are compared for one-stage and two-stage amplification schemes.
• Abstract（参考訳）: 量子状態の正確な検出は、量子コンピューティングの発展における重要なステップである。 液体ヘリウム上の電子の量子状態のイメージチャージ検出は、単一電子量子ビットの読み出しに使用できるが、ノイズの付加による感度の低下は、高忠実性と帯域幅(BW)の応用を妨げている。 読み出し精度と帯域幅を改善する1つの方法は、信号源近傍の極低温増幅を用いて、迷路容量の影響を最小限に抑えることである。 希釈冷凍機の静止板に位置する第1段において低消費電力90 {\mu}Wの2段増幅方式を実験的に実証し,第2段では第4段において40dBの高利得を実証した。 異なるステージと出力装置の優れたインピーダンスマッチングにより、広い周波数範囲で高いBWと一定の利得が得られる。 検出された画像チャージ信号を1段および2段増幅方式で比較する。

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