論文の概要: Ultra-High-Precision Detection of Single Microwave Photons based on a
Hybrid System between Majorana Zero Mode and a Quantum Dot
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.06521v4
- Date: Tue, 3 Jan 2023 22:54:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-09 12:19:59.679596
- Title: Ultra-High-Precision Detection of Single Microwave Photons based on a
Hybrid System between Majorana Zero Mode and a Quantum Dot
- Title（参考訳）: マヨラナ・ゼロモードと量子ドットのハイブリッドシステムによる単一マイクロ波光子の超高精度検出
- Authors: Eric Chatterjee, Wei Pan, and Daniel Soh
- Abstract要約: 単一光子を検出する能力は、光子ベースの量子コンピューティングの台頭により、ますます重要になっている。
超伝導ナノワイヤに側結合した量子ドット(QD)からなるシステムを提案する。
吸収された光電子の崩壊は, ナノワイヤフォノンモードへの急速(サブナノ秒からナノ秒)非放射熱伝達によって起こる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.515536223487523
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The ability to detect single photons has become increasingly essential due to
the rise of photon-based quantum computing. In this theoretical work, we
propose a system consisting of a quantum dot (QD) side-coupled to a
superconducting nanowire. The coupling opens a gap in both the QD mode and the
Majorana zero mode (MZM) at the nanowire edge, enabling photon absorption in
the system. We show that the absorbed photoelectron decays via rapid
(sub-nanosecond to nanosecond) nonradiative heat transfer to the nanowire
phonon modes rather than by spontaneous emission. Furthermore, we calculate the
temperature increase and associated resistance increase induced by the
absorption of a photon for a given appropriate set of material and
environmental parameters, yielding a temperature increase in the millikelvin
range and a resistance increase in the kiloohm range, vastly exceeding the
photon-absorption-induced temperature and resistance increases for competing
2D-3D hybrid systems by 5 and 9 orders of magnitude, respectively. Lastly, we
determine the detector efficiency and discuss the system density required for
deterministic photon number measurement, demonstrating that a photon absorption
probability of over 99.9 percent can be achieved for an integrated system
consisting of an array of nanowire-QD complexes on-chip inside a cavity. Our
results thus provide a basis for a deterministic microwave photon number
detector with an unprecedented photon-number-detection resolution.
- Abstract（参考訳）: 単一光子を検出する能力は、光子ベースの量子コンピューティングの台頭によってますます重要になっている。
本研究では,超伝導ナノワイヤに結合した量子ドット(QD)からなるシステムを提案する。
この結合はナノワイヤエッジにおけるQDモードとマヨラナゼロモード(MZM)のギャップを開き、システム内の光子吸収を可能にする。
吸収光電子崩壊は, 自発放出ではなく, ナノワイヤフォノンモードへの急速(サブナノ秒からナノ秒)非放射熱伝達によって起こる。
さらに,光子吸収に伴う温度上昇と環境パラメータによる抵抗増加を計算し,ミリケルビン域の温度上昇とキロルム域の抵抗増加をそれぞれ5桁,9桁の2d-3dハイブリッド系の抵抗増加で算出した。
最後に, 検出器の効率を判定し, 導電性光子数測定に必要なシステム密度について検討し, キャビティ内のナノワイヤ-QD錯体の配列からなる集積系において, 99.9%以上の光子吸収確率が得られることを示した。
その結果、前例のない光子数検出解像度を持つ決定論的マイクロ波光子数検出器の基礎が得られた。
関連論文リスト
- High-efficiency microwave photodetection by cavity coupled double dots with single cavity-photon sensitivity [0.0]
超伝導キャビティ結合二重量子ドット(DQD)フォトダイオードは、マイクロ波領域で最大25%の光子-電子変換効率を達成する。
より高品質な共振器でマイクロ波信号を100 aWの電力レベルまで測定し,共振器内で1光子ずつマイクロ波信号をプローブする感度を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-05T08:23:19Z) - Site-Controlled Purcell-Induced Bright Single Photon Emitters in Hexagonal Boron Nitride [62.170141783047974]
六方晶窒化ホウ素(hBN)でホストされる単一光子エミッタは、室温で動作する量子フォトニクス技術にとって必須の構成要素である。
我々はPurcellにより誘導されるサイト制御SPEのためのプラズモンナノ共振器の大規模アレイを実験的に実証した。
我々の結果は、明るく、均一に統合された量子光源の配列を提供し、堅牢でスケーラブルな量子情報システムへの道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-03T23:02:30Z) - Design and simulation of a transmon qubit chip for Axion detection [103.69390312201169]
超伝導量子ビットに基づくデバイスは、量子非劣化測定(QND)による数GHz単一光子の検出に成功している。
本研究では,Qub-ITの超伝導量子ビットデバイスの実現に向けた状況を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-08T17:11:42Z) - High-dimensional quantum correlation measurements with an adaptively
gated hybrid single-photon camera [58.720142291102135]
本研究では,高空間分解能センサと高時間分解能検出器を組み合わせた適応ゲート型ハイブリッド高分解能カメラ(HIC)を提案する。
空間分解能は9メガピクセル近く、時間分解能はナノ秒に近いため、このシステムは以前は実現不可能だった量子光学実験の実現を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-25T16:59:27Z) - Plasmonic Dimers Enhanced Polarized Single Photon Coupled to Optical
Nanowire [0.0]
本稿では,プラズモンを増幅した偏光単一光子を光ナノワイヤ誘導モードに誘導するシステムを提案する。
提案したハイブリッド量子システムはファイバネットワークとのインライン化が可能であり、量子情報処理および量子暗号応用の扉を開くことができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-17T07:45:04Z) - Full counting statistics of the photocurrent through a double quantum
dot embedded in a driven microwave resonator [0.0]
単一イテナントマイクロ波光子の検出は、新興量子技術応用にとって重要な機能である。
マイクロ波共振器と結合した二重量子ドット(DQD)が効率よく連続した光検出器として機能することが実証された。
ここでは、共振器のコヒーレントマイクロ波駆動におけるDQDによる光電流の変動について理論的に検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-14T14:17:30Z) - High-efficiency microwave-optical quantum transduction based on a cavity
electro-optic superconducting system with long coherence time [52.77024349608834]
マイクロ波と光子の間の周波数変換は、超伝導量子プロセッサ間のリンクを作るための鍵となる技術である。
本稿では, 長コヒーレンス時間超伝導電波周波数(SRF)キャビティに基づくマイクロ波光プラットフォームを提案する。
2つのリモート量子システム間の密接な絡み合い発生の忠実さは、低マイクロ波損失により向上することを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-30T17:57:37Z) - Silicon nitride waveguides with intrinsic single-photon emitters for
integrated quantum photonics [97.5153823429076]
我々は、SiN中の固有の単一光子放射体から、同じ物質からなるモノリシック集積導波路への光子の最初のカップリングに成功したことを示す。
その結果、スケーラブルでテクノロジー対応の量子フォトニック集積回路の実現に向けた道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-17T16:51:29Z) - Single quantum emitters with spin ground states based on Cl bound
excitons in ZnSe [55.41644538483948]
InSeにおけるCl不純物に基づく電子スピン量子ビットを持つ新しいタイプの単一光子エミッタを示す。
その結果, 単一Cl不純物はフォトニック界面を有する単一光子源として好適であることが示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-11T04:29:21Z) - Microwave Photon Number Resolving Detector Using the Topological Surface
State of Superconducting Cadmium Arsenide [1.515536223487523]
超伝導カドミウムヒ素(Cd3As2)を用いて光子を吸収した後の温度上昇を測定することを提案する。
温度利得は、ゼロバイアスバルク比抵抗の変化を測定することで決定できる。
得られた温度利得は吸収光子の個数と離散的にスケールし、光子数解決機能を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-04T10:25:16Z) - Occurrence control of charged exciton for a single CdSe quantum dot at
cryogenic temperatures on an optical nanofiber [0.0]
我々は,CdSeコア/シェル量子ドットの低温における光発光特性を,単一量子ドットと光ナノファイバーのハイブリッドシステムを用いて検討した。
キーポイントは、中性励起子よりも優れた特性を持つトリオンと呼ばれる荷電励起子に量子ドットの放出種を制御することである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-24T02:13:29Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。