論文の概要: Non-Markovian Effects of Two-Level Systems in a Niobium Coaxial
Resonator with a Single-Photon Lifetime of 10 ms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.10016v3
- Date: Tue, 14 Sep 2021 10:14:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-10 17:59:33.319051
- Title: Non-Markovian Effects of Two-Level Systems in a Niobium Coaxial
Resonator with a Single-Photon Lifetime of 10 ms
- Title（参考訳）: 単光子寿命10msのニオブ同軸共振器における2レベル系の非マルコフ効果
- Authors: P. Heidler, C. M. F. Schneider, K. Kustura, C. Gonzalez-Ballestero, O.
Romero-Isart, G. Kirchmair
- Abstract要約: 2レベル系(TLS)のコヒーレンスは、同軸クアッドウェーブ共振器のリングダウンダイナミクスを正確に記述する必要がある。
共振器場とTLS間のコヒーレント弾性散乱による空洞崩壊に対する長期的影響を観察した。
このモデルは内部品質因子の温度依存性を正確に予測する。
- 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: Understanding and mitigating loss channels due to two-level systems (TLS) is
one of the main cornerstones in the quest of realizing long photon lifetimes in
superconducting quantum circuits. Typically, the TLS to which a circuit couples
are modeled as a large bath without any coherence. Here we demonstrate that the
coherence of TLS has to be considered to accurately describe the ring-down
dynamics of a coaxial quarter-wave resonator with an internal quality factor of
$0.5\times10^9$ at the single-photon level. The transient analysis reveals
effective non-Markovian dynamics of the combined TLS and cavity system, which
we can accurately fit by introducing a comprehensive TLS model. The fit returns
an average coherence time of around $T_2^*\approx0.3\,\mathrm{\mu s}$ for a
total of $N\approx10^{9}$ TLS with power-law distributed coupling strengths.
Despite the shortly coherent TLS excitations, we observe long-term effects on
the cavity decay due to coherent elastic scattering between the resonator field
and the TLS. Moreover, this model provides an accurate prediction of the
internal quality factor's temperature dependence.
- Abstract（参考訳）: 2レベルシステム(TLS)による損失チャネルの理解と緩和は、超伝導量子回路における長い光子寿命を実現するための主要な基盤の1つである。
通常、回路対を持つTLSはコヒーレンスのない大きな浴槽としてモデル化される。
ここでは、TLSのコヒーレンスは、内部品質係数が0.5\times10^9$の同軸4次波共振器のリングダウンダイナミクスを1光子レベルで正確に記述する必要があることを示す。
過渡解析により,TLSと空洞システムの組み合わせによるマルコフ的非マルコフ的ダイナミクスが明らかとなり,包括的TLSモデルを導入することで精度よく適合する。
fitは、平均的なコヒーレンス時間が約$t_2^*\approx0.3\,\mathrm{\mu s}$で、合計$n\approx10^{9}$ tlsで、パワーロー分散結合強度を持つ。
直近のコヒーレントTLS励起にもかかわらず、共振器場とTLSの間のコヒーレント弾性散乱による空洞崩壊に対する長期的影響を観察する。
さらに, 本モデルは, 内部品質因子の温度依存性を正確に予測する。
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