論文の概要: Strong kinetic-inductance Kerr nonlinearity with titanium nitride nanowires

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.00317v1
• Date: Sat, 30 Jul 2022 22:09:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-02 23:48:43.377641
• Title: Strong kinetic-inductance Kerr nonlinearity with titanium nitride nanowires
• Title（参考訳）: 窒化チタンナノワイヤによる高速度インダクタンスkerr非線形性
• Authors: Chaitali Joshi, Wenyuan Chen, Henry G. LeDuc, Peter K. Day, and Mohammad Mirhosseini
• Abstract要約: ナノワイヤの共振電磁モードの電流密度を収束させてKI非線形性を増大させる手法について検討する。 設計の改善により、我々のデバイスはミリ波スペクトルの強い量子非線形性に近づくことが期待されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0928470926399563
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Thin films of disordered superconductors such as titanium nitride (TiN) exhibit large kinetic inductance (KI), high critical temperature, and large quality factors at the single-photon level. KI nonlinearity can be exploited as an alternative to Josephson junctions for creating novel nonlinear quantum devices with the potential to operate at higher frequencies and at elevated temperatures. We study a means of magnifying KI nonlinearity by confining the current density of resonant electromagnetic modes in nanowires with a small volume $V \simeq 10^{-4}\text{um}^3$. Using this concept, we realize microwave-frequency Kerr cavities with a maximum Kerr-shift per photon of $K/2\pi = 123.5 \pm 3$ kHz and report a nonlinearity-to-linewidth ratio $K/\gamma = 21\%$. With improved design, our devices are expected to approach the regime of strong quantum nonlinearity in the millimeter-wave spectrum.
• Abstract（参考訳）: 窒化チタン (TiN) などの不規則超伝導体の薄膜は, 大きい運動インダクタンス (KI) , 高い臨界温度, および1光子レベルにおける大きな品質因子を示す。 KI非線形性はジョセフソン接合の代替として、高い周波数と高い温度で動作可能な新しい非線形量子デバイスを作成するために利用することができる。 ナノワイヤの共振電磁モードの電流密度を小容量$V \simeq 10^{-4}\text{um}^3$で収束させることによりKI非線形性を増大させる方法を検討した。 この概念を用いて、K/2\pi = 123.5 \pm 3$ kHzの光子当たり最大Kerrシフトを持つマイクロ波Kerr空洞を実現し、非線形-直線幅比$K/\gamma = 21\%$を報告する。 設計の改善により、デバイスはミリ波スペクトルの強い量子非線形性に近づくことが期待されている。

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