論文の概要: A quantum electromechanical interface for long-lived phonons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.10972v1
- Date: Fri, 22 Jul 2022 09:38:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-04 02:52:54.859339
- Title: A quantum electromechanical interface for long-lived phonons
- Title（参考訳）: 長寿命フォノンの量子電気機械界面
- Authors: Alkim Bozkurt, Han Zhao, Chaitali Joshi, Henry G. LeDuc, Peter K. Day,
and Mohammad Mirhosseini
- Abstract要約: シリコンオン絶縁体プラットフォームにおいて、GHz帯で動作可能な電気機械システムを提案する。
量子基底状態のキャビティ・メカニクス系はサイドバンド温度測定によって測定される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.050453270663202
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Controlling long-lived mechanical oscillators in the quantum regime holds
promises for quantum information processing. Here, we present an
electromechanical system capable of operating in the GHz-frequency band in a
silicon-on-insulator platform. Relying on a novel driving scheme based on an
electrostatic field and high-impedance microwave cavities based on TiN
superinductors, we are able to demonstrate a parametrically-enhanced
electromechanical coupling of ${g/2 \pi} = 1.1$ MHz, sufficient to enter the
strong-coupling regime with a cooperativity of $\mathcal{C} = 1200$. The
absence of piezoelectric materials in our platform leads to long mechanical
lifetimes, finding intrinsic values up to $\tau_\text{d} = 265~ \mu$s ($Q = 8.4
\times {10}^6$ at $\omega_\mathrm{m}/2\pi = 5$ GHz) measured at low-phonon
numbers and millikelvin temperatures. Despite the strong parametric drives, we
find the cavity-mechanics system in the quantum ground state by performing
sideband thermometry measurements. Simultaneously achieving ground-state
operation, long mechanical lifetimes, and strong coupling sets the stage for
employing silicon electromechanical resonators as memory elements and
transducers in hybrid quantum systems, and as a tool for probing the origins of
acoustic loss in the quantum regime.
- Abstract（参考訳）: 量子状態における長寿命機械振動子の制御には、量子情報処理の約束がある。
本稿では、シリコンオン絶縁体プラットフォームのGHz帯で動作可能な電気機械システムを提案する。
静電場とTiNスーパーインダクタに基づく高インピーダンスマイクロ波キャビティに基づく新しい駆動方式を用いて、${g/2 \pi} = 1.1$MHzのパラメトリック強化された電気機械的カップリングを実証することができ、$\mathcal{C} = 1200$の協力力を持つ強結合状態に入るのに十分である。
我々のプラットフォームに圧電材料の欠如は長い機械的寿命をもたらし、低フォノン数およびミリケルビン温度で測定された固有値$\tau_\text{d} = 265~ \mu$s ($Q = 8.4 \times {10}^6$ at $\omega_\mathrm{m}/2\pi = 5$ GHz) が見つかる。
強いパラメトリック駆動にもかかわらず、サイドバンド温度測定を行うことにより、量子基底状態のキャビティ・メカニクス系を見いだす。
基底状態操作、長い機械寿命、強い結合は、ハイブリッド量子系における記憶要素およびトランスデューサとしてシリコン電気機械共振器を用いるためのステージと、量子状態における音響損失の起源を探索するためのツールである。
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