論文の概要: Quantum electrodynamics of non-demolition detection of single microwave
photon by superconducting qubit array
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.14490v2
- Date: Mon, 5 Dec 2022 16:10:51 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-11 11:29:36.455054
- Title: Quantum electrodynamics of non-demolition detection of single microwave
photon by superconducting qubit array
- Title（参考訳）: 超伝導量子ビットアレイによる単一マイクロ波光子の非変性検出の量子電気力学
- Authors: P. Navez, A. G. Balanov, S. E. Savel'ev, A. M. Zagoskin
- Abstract要約: 共振器を励起する弱いプローブ信号に対するアレイ応答に対するマイクロ波光子の影響を解析する。
注目すべきは、単一の光子信号は、空洞内の唯一の量子ビットでも、現実的なシステムパラメータの範囲で検出できることである。
- 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: By consistently applying the formalism of quantum electrodynamics we
developed a comprehensive theoretical framework describing the interaction of
single microwave photons with an array of superconducting transmon qubits in a
wave guide cavity resonator. In particular, we analyze the effects of microwave
photons on the arrays response to a weak probe signal exciting the resonator.
The study reveals that a high quality factor cavities provide better spectral
resolution of the response, while cavities with moderate quality factor allow
better sensitivity for a single photon detection. Remarkably, our analysis
showed that a single-photon signal can be detected by even a sole qubit in
cavity under the realistic range of system parameters. We also discuss how
quantum properties of the photons and electrodynamical properties of resonators
affect the response of qubits array. Our results provide an efficient
theoretical background for informing the development and design of quantum
devices consisting of arrays of qubits, especially for those using a cavity
where an explicit expression for the transmission or reflection is required.
- Abstract（参考訳）: 量子電磁力学の形式性を一貫して適用することにより、単一マイクロ波光子と導波共振器共振器内の超伝導量子ビットの配列との相互作用を記述する包括的理論的枠組みを開発した。
特に、共振器を励起する弱いプローブ信号に対するアレー応答に対するマイクロ波光子の影響を解析した。
この研究により、高品質な因子キャビティは応答のスペクトル分解能が向上するのに対し、適度な品質のキャビティは単一光子検出の感度が向上することが明らかとなった。
また,本分析の結果から,単一光子信号は空洞内の唯一の量子ビットでも,現実的なシステムパラメータの範囲で検出できることが判明した。
また、共振器の光子の量子的性質と電気力学的性質が量子ビットアレイの応答に与える影響についても論じる。
提案手法は,量子ビットの配列からなる量子デバイスの開発,設計,特に透過や反射の明示的な表現を必要とする空洞を用いた場合において,効率的な理論的背景を提供する。
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