論文の概要: Prospects of cooling a mechanical resonator with a transmon qubit in c-QED setup

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.07024v1
• Date: Sat, 14 May 2022 10:00:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-13 04:21:49.754882
• Title: Prospects of cooling a mechanical resonator with a transmon qubit in c-QED setup
• Title（参考訳）: c-qedにおけるトランスモン量子ビットを用いたメカニカル共振器冷却の展望
• Authors: Sourav Majumder, Tanmoy Bera, Vibhor Singh
• Abstract要約: メカニカル共振器とトランスモンキュービットを縦に結合したハイブリッドシステムについて検討した。 機械共振器とトランスモン量子ビットの結合はSQUIDインダクタンスを変調することで実現できる。 熱力学的運動の測定は、量子ビットと機械的モードの間の大きな結合を維持しながら、分散限界において可能である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Hybrid devices based on the superconducting qubits have emerged as a promising platform for controlling the quantum states of macroscopic resonators. The nonlinearity added by a qubit can be a valuable resource for such control. Here we study a hybrid system consisting of a mechanical resonator longitudinally coupled to a transmon qubit. The qubit readout can be done by coupling to a readout mode like in c-QED setup. The coupling between the mechanical resonator and transmon qubit can be implemented by modulation of the SQUID inductance. In such a tri-partite system, we analyze the steady-state occupation of the mechanical mode when all three modes are dispersively coupled. We use the quantum-noise and the Lindblad formalism to show that the sideband cooling of the mechanical mode to its ground state is achievable. We further experimentally demonstrate that measurements of the thermomechanical motion is possible in the dispersive limit, while maintaining a large coupling between qubit and mechanical mode. Our theoretical calculations suggest that single-photon strong coupling is within the experimental reach in such hybrid devices.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットに基づくハイブリッドデバイスは、マクロ共振器の量子状態を制御するための有望なプラットフォームとして登場した。 キュービットによって加わった非線形性は、そのような制御のための貴重な資源となる。 本稿では,機械共振器とトランスモンキュービットを縦に結合したハイブリッドシステムについて検討する。 qubitの読み出しは、c-qedセットアップのような読み出しモードに結合することで行うことができる。 機械共振器とトランスモン量子ビットの結合はSQUIDインダクタンスを変調することで実現できる。 このような三部構成系では、3つのモードが分散結合されたときの機械的モードの定常的占有を解析する。 我々は、量子ノイズとリンドブラッド形式を用いて、メカニカルモードの基底状態へのサイドバンド冷却が達成可能であることを示す。 さらに, qubitとメカニカルモードの結合性を維持しつつ, 分散限界において熱力学的運動の測定が可能であることを実験的に実証した。 理論計算から, 単一光子強結合は, このようなハイブリッドデバイスにおいて実験的な到達範囲内にあることが示唆された。

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