論文の概要: Nonequilibrium heat transport and work with a single artificial atom coupled to a waveguide: emission without external driving

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.12700v1
• Date: Tue, 27 Jul 2021 09:58:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-20 19:30:00.876719
• Title: Nonequilibrium heat transport and work with a single artificial atom coupled to a waveguide: emission without external driving
• Title（参考訳）: 導波路に結合した単一人工原子による非平衡熱輸送:外部駆動のないエミッション
• Authors: Yong Lu, Neill Lambert, Anton Frisk Kockum, Ken Funo, Andreas Bengtsson, Simone Gasparinetti, Franco Nori, and Per Delsing
• Abstract要約: クビットがコールドバス(導波管)とホットバス(二次環境)に同時に結合する2バスモデルを構築した。 その結果,熱水浴の熱-光子占有率は0.14光子であり,導波管の35倍であることがわかった。 我々の解釈では、熱湯は出力線からのノイズによって励起されるアクティブな2レベル系から生じる可能性がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3161954199291541
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We observe the continuous emission of photons into a waveguide from a superconducting qubit without the application of an external drive. To explain this observation, we build a two-bath model where the qubit couples simultaneously to a cold bath (the waveguide) and a hot bath (a secondary environment). Our results show that the thermal-photon occupation of the hot bath is up to 0.14 photons, 35 times larger than the cold waveguide, leading to nonequilibrium heat transport with a power of up to 132 zW, as estimated from the qubit emission spectrum. By adding more isolation between the sample output and the first cold amplifier in the output line, the heat transport is strongly suppressed. Our interpretation is that the hot bath may arise from active two-level systems being excited by noise from the output line. We also apply a coherent drive, and use the waveguide to measure thermodynamic work and heat, suggesting waveguide spectroscopy is a useful means to study quantum heat engines and refrigerators. Finally, based on the theoretical model, we propose how a similar setup can be used as a noise spectrometer which provides a new solution for calibrating the background noise of hybrid quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットから導波路への光子の連続放出を外部駆動を使わずに観測する。 この観察を説明するために, キュービットが冷水浴(導波管)と熱水浴(二次環境)に同時に結合する2バスモデルを構築した。 その結果, 熱浴の熱光子占有率は0.14光子であり, コールド導波路より35倍大きく, 量子ビット放出スペクトルから推定した最大132zwの非平衡熱輸送に繋がることがわかった。 試料出力と出力ラインの第1冷アンプとの間により分離を加えることにより、熱輸送を強く抑制する。 我々の解釈では、熱浴は出力ラインからのノイズによって励起されるアクティブな2レベルシステムから生じる可能性がある。 また、コヒーレントドライブを適用し、導波管を用いて熱力学的作業と熱を測定することにより、導波管分光は量子熱機関や冷凍機を研究するのに有用な方法であることを示す。 最後に,理論モデルに基づいて,ハイブリッド量子システムのバックグラウンドノイズを校正するための新しいソリューションを提供するノイズスペクトロメータとして,同様のセットアップをどのように使用できるかを提案する。

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