論文の概要: Quantum Sensors for Microscopic Tunneling Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.14327v1
• Date: Sun, 29 Nov 2020 09:57:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-22 16:42:07.834815
• Title: Quantum Sensors for Microscopic Tunneling Systems
• Title（参考訳）: マイクロトンネルシステムのための量子センサ
• Authors: Alexander Bilmes and Serhii Volosheniuk and Jan D. Brehm and Alexey V. Ustinov and J\"urgen Lisenfeld
• Abstract要約: トンネル2層系(TLS)は超伝導量子ビットなどのマイクロファブリック量子デバイスにおいて重要である。 本稿では,薄膜として堆積した任意の材料に個々のTLSを特徴付ける手法を提案する。 提案手法は, トンネル欠陥の構造を解明するために, 量子材料分光の道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 58.720142291102135
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: The anomalous low-temperature properties of glasses arise from intrinsic excitable entities, so-called tunneling Two-Level-Systems (TLS), whose microscopic nature has been baffling solid-state physicists for decades. TLS have become particularly important for micro-fabricated quantum devices such as superconducting qubits, where they are a major source of decoherence. Here, we present a method to characterize individual TLS in virtually arbitrary materials deposited as thin-films. The material is used as the dielectric in a capacitor that shunts the Josephson junction of a superconducting qubit. In such a hybrid quantum system the qubit serves as an interface to detect and control individual TLS. We demonstrate spectroscopic measurements of TLS resonances, evaluate their coupling to applied strain and DC-electric fields, and find evidence of strong interaction between coherent TLS in the sample material. Our approach opens avenues for quantum material spectroscopy to investigate the structure of tunneling defects and to develop low-loss dielectrics that are urgently required for the advancement of superconducting quantum computers.
• Abstract（参考訳）: ガラスの異常な低温特性は、何十年にもわたって固体物理学者を悩ませてきた、固有の励起性物質、いわゆるトンネル2層系(TLS)から生じる。 TLSは超伝導量子ビットなどのマイクロファブリック量子デバイスにおいて特に重要となり、それらはデコヒーレンスの主要な源となっている。 本稿では,薄膜として堆積した任意の材料において,個々のTLSを特徴付ける手法を提案する。 この材料は超伝導量子ビットのジョセフソン接合を切断するコンデンサの誘電体として使用される。 このようなハイブリッド量子システムでは、キュービットは個々のTLSを検出し制御するためのインタフェースとして機能する。 本研究では,TLS共鳴の分光学的測定を行い,適用ひずみと直流電界との結合性を評価し,試料中のコヒーレントTLS間の強い相互作用を示す。 提案手法は,超伝導量子コンピュータの進展に緊急に必要なトンネル欠陥の構造を解明し,低損失誘電体を開発するために,量子材料分光の道を開く。

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