論文の概要: Recent Developments in Quantum-Circuit Refrigeration

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.11234v1
• Date: Mon, 22 Nov 2021 14:27:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-07 04:32:50.706783
• Title: Recent Developments in Quantum-Circuit Refrigeration
• Title（参考訳）: 量子回路冷凍の最近の進歩
• Authors: Timm Fabian M\"orstedt (1), Arto Viitanen (1), Vasilii Vadimov (1), Vasilii Sevriuk (2), Matti Partanen (2), Eric Hyypp\"a (2), Gianluigi Catelani (3 and 4), Matti Silveri (5), Kuan Yen Tan (2), Mikko M\"ott\"onen (1) ((1) QCD Labs, QTF Centre of Excellence, Department of Applied Physics, Aalto University, 00076 AALTO, Finland, (2) IQM, 02150 Espoo, Finland, (3) JARA Institute for Quantum Information (PGI-11), Forschungszentrum J\"ulich, 52425 J\"ulich, Germany, (4) Quantum Research Centre, Technology Innovation Institute, Abu Dhabi, UAE, (5) Nano and Molecular Systems Research Unit, University of Oulu, 90014 Oulu, Finland)
• Abstract要約: 2017年、量子回路冷凍機が発明され、一連の実験研究に影響を与えた。 理論的には、最先端の超伝導共振器と量子ビットはナノ秒で10〜4ドル以下でリセットできると予測されている。 将来的には、QCRは超伝導量子ビットを迅速にリセットし、実用的な量子コンピュータを構築するという大きな課題を支援するために実験的に使用されるかもしれない。
• 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: We review the recent progress in direct active cooling of the quantum-electric degrees freedom in engineered circuits, or quantum-circuit refrigeration. In 2017, the invention of a quantum-circuit refrigerator (QCR) based on photon-assisted tunneling of quasiparticles through a normal-metal--insulator--superconductor junction inspired a series of experimental studies demonstrating the following main properties: (i) the direct-current (dc) bias voltage of the junction can change the QCR-induced damping rate of a superconducting microwave resonator by orders of magnitude and give rise to non-trivial Lamb shifts, (ii) the damping rate can be controlled in nanosecond time scales, and (iii) the dc bias can be replaced by a microwave excitation, the amplitude of which controls the induced damping rate. Theoretically, it is predicted that state-of-the-art superconducting resonators and qubits can be reset with an infidelity lower than $10^{-4}$ in tens of nanoseconds using experimentally feasible parameters. A QCR-equipped resonator has also been demonstrated as an incoherent photon source with an output temperature above one kelvin yet operating at millikelvin. This source has been used to calibrate cryogenic amplification chains. In the future, the QCR may be experimentally used to quickly reset superconducting qubits, and hence assist in the great challenge of building a practical quantum computer.
• Abstract（参考訳）: 工学回路における量子電気度自由度直接冷却(量子回路冷凍)の最近の進歩を概観する。 2017年、通常金属-絶縁体-超導体接合による準粒子の光子支援トンネルに基づく量子回路冷凍機(qcr)の発明は、以下の主な特性を実証する一連の実験に触発された。 (i)接合の直流(直流)バイアス電圧は、超伝導マイクロ波共振器のqcr誘起減衰率を大きく変化させ、非自明なラムシフトを引き起こすことができる。 (二)減衰率をナノ秒の時間スケールで制御することができ、 (iii)直流バイアスはマイクロ波励起に置き換えることができ、その振幅は誘導減衰速度を制御する。 理論的には、最先端の超伝導共振器と量子ビットは、実験可能なパラメータを用いて数十ナノ秒で10〜4ドル以下でリセットできると予測されている。 qcr対応共振器は、ミリケルビンで動作している1ケルビン以上の出力温度を持つ非コヒーレント光子源としても実証されている。 この源は低温増幅鎖の校正に用いられている。 将来的には、QCRは超伝導量子ビットを迅速にリセットし、実用的な量子コンピュータを構築するという大きな課題を支援するために実験的に使用されるかもしれない。

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