論文の概要: Electric field noise in a high-temperature superconducting surface ion trap

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.03945v1
• Date: Mon, 7 Jun 2021 20:11:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-27 08:36:20.217270
• Title: Electric field noise in a high-temperature superconducting surface ion trap
• Title（参考訳）: 高温超伝導表面イオントラップにおける電界ノイズ
• Authors: Philip C. Holz, Kirill Lakhmanskiy, Dominic Rathje, Philipp Schindler, Yves Colombe, Rainer Blatt
• Abstract要約: 高温超伝導体YBCOを用いた表面イオントラップ実験を行った。 超伝導電極リードからの電圧ノイズは, 感度$S_V=9times 10-20, mathrmV2mathrmHz-1$で無視できる。 ノイズのスペクトル依存性と非自明な温度依存性は1/f$、ノイズの台地は約60,mathrmK$である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.554996360671779
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Scaling up trapped-ion quantum computers requires new trap materials to be explored. Here, we present experiments with a surface ion trap made from the high-temperature superconductor YBCO, a promising material for future trap designs. We show that voltage noise from superconducting electrode leads is negligible within the sensitivity $S_V=9\times 10^{-20}\,\mathrm{V}^2\mathrm{Hz}^{-1}$ of our setup, and for lead dimensions typical for advanced trap designs. Furthermore, we investigate the frequency and temperature dependence of electric field noise above a YBCO surface. We find a $1/f$ spectral dependence of the noise and a non-trivial temperature dependence, with a plateau in the noise stretching over roughly $60\,\mathrm{K}$. The onset of the plateau coincides with the superconducting transition, indicating a connection between the dominant noise and the YBCO trap material. We exclude the YBCO bulk as origin of the noise and suggest further experiments to decide between the two remaining options explaining the observed temperature dependence: noise screening within the superconducting phase, or surface noise activated by the YBCO bulk through some unknown mechanism.
• Abstract（参考訳）: 閉じ込められたイオン量子コンピュータのスケールアップには、新たなトラップ材料が必要となる。 本稿では,高温超伝導体YBCOを用いた表面イオントラップ実験について述べる。 その結果、超伝導電極導体からの電圧ノイズは、設定の感度$s_v=9\times 10^{-20}\,\mathrm{v}^2\mathrm{hz}^{-1}$の範囲内で無視できることがわかった。 さらに,ybco表面上の電界ノイズの周波数および温度依存性について検討した。 ノイズのスペクトル依存性と非自明な温度依存性が1/f$で、ノイズの高原は約60ドル、\mathrm{k}$である。 台地の発生は超伝導遷移と一致し、支配的なノイズとybcoトラップ材との接続を示す。 我々は、YBCOバルクをノイズの起源として排除し、観測温度依存性を説明する2つの残りの選択肢、超伝導相におけるノイズスクリーニングと、YBCOバルクによって活性化される表面ノイズを未知のメカニズムで決定する実験を提案する。

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