論文の概要: Frequency fluctuations of ferromagnetic resonances at milliKelvin temperatures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.06531v1
• Date: Wed, 14 Jul 2021 08:00:37 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-22 07:39:27.234622
• Title: Frequency fluctuations of ferromagnetic resonances at milliKelvin temperatures
• Title（参考訳）: ミリケルビン温度における強磁性共鳴の周波数変動
• Authors: Tim Wolz, Luke McLellan, Alexander Stehli, Andre Schneider, Jan David Brehm, Hannes Rotzinger, Alexey V. Ustinov, Martin Weides
• Abstract要約: ノイズはデバイスの性能、特に量子コヒーレント回路に有害である。 最近の研究は、超伝導量子ビットへの単一のマグノンをベースとした量子技術にマグノンシステムを活用するためのルートを実証している。 時間的挙動を研究することは、基礎となるノイズ源を特定するのに役立つ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 50.591267188664666
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Unwanted fluctuations over time, in short, noise, are detrimental to device performance, especially for quantum coherent circuits. Recent efforts have demonstrated routes to utilizing magnon systems for quantum technologies, which are based on interfacing single magnons to superconducting qubits. However, the coupling of several components often introduces additional noise to the system, degrading its coherence. Researching the temporal behavior can help to identify the underlying noise sources, which is a vital step in increasing coherence times and the hybrid device performance. Yet, the frequency noise of the ferromagnetic resonance (FMR) has so far been unexplored. Here, we investigate such FMR frequency fluctuations of a YIG sphere down to mK-temperatures, and find them independent of temperature and drive power. This suggests that the measured frequency noise in YIG is dominated by so far undetermined noise sources, which properties are not consistent with the conventional model of two-level systems, despite their effect on the sample linewidth. Moreover, the functional form of the FMR frequency noise power spectral density (PSD) cannot be described by a simple power law. By employing time-series analysis, we find a closed function for the PSD that fits our observations. Our results underline the necessity of coherence improvements to magnon systems for useful applications in quantum magnonics.
• Abstract（参考訳）: 特に量子コヒーレント回路では、時間の経過とともに不必要なゆらぎがデバイス性能に悪影響を及ぼす。 最近の研究は、超伝導量子ビットへの対向した単一マグノンをベースとした量子技術にマグノンシステムを利用する方法を実証している。 しかし、いくつかのコンポーネントの結合はシステムに追加のノイズをもたらし、一貫性を低下させる。 時間的挙動の研究は、コヒーレンス時間とハイブリッドデバイスの性能を向上させる上で重要なステップである、基礎となるノイズ源を特定するのに役立つ。 しかし、強磁性共鳴(FMR)の周波数ノイズは今のところ解明されていない。 そこで本研究では,YIG球のFMR周波数変動をmK温度まで調査し,温度と駆動力に依存しないことを示す。 このことから,YIGにおける測定周波数ノイズは,試料線幅への影響にもかかわらず従来の2レベルシステムのモデルと一致しない未決定ノイズ源によって支配されていることが示唆された。 さらに、FMR周波数ノイズパワースペクトル密度(PSD)の関数形式は、単純な電力法則では説明できない。 時系列解析を用いて,観測値に適合するPSDの閉関数を求める。 本研究は,マグノン系におけるコヒーレンス改善の必要性を示唆するものである。

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