論文の概要: Quantum defects from single surface exhibit strong mutual interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.00318v2
- Date: Mon, 11 Dec 2023 12:38:28 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-13 03:07:47.421825
- Title: Quantum defects from single surface exhibit strong mutual interactions
- Title（参考訳）: 単一表面からの量子欠陥は強い相互相互作用を示す
- Authors: Chih-Chiao Hung, Tim Kohler and Kevin D. Osborn
- Abstract要約: 2段階のシステム欠陥は、量子情報科学の主要なデコヒーレンス源となっている。
共振器の真空ギャップコンデンサ内における準均一場を用いた金属-空気界面の表面TLSについて検討した。
- 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: Two-level system (TLS) defects constitute a major decoherence source of
quantum information science, but they are generally less understood at material
interfaces than in deposited films. Here we study surface TLSs at the metal-air
interface, by probing them using a quasi-uniform field within vacuum-gap (VG)
capacitors of resonators. The VG capacitor has a nano-gap which creates an
order-of-magnitude larger contribution from the metal-air interface than
typical resonators used in circuit QED. We measure three phenomena and find
qualitative agreement with an interacting TLS model, where near-resonant TLSs
experience substantial frequency jitter from the state switching of far-detuned
low-frequency TLSs. First, we find that the loss in all of our VG resonators is
weakly or logarithmically power dependent, in contrast to data from deposited
dielectric films. Second, we add a saturation tone with power $P_{in}$ to a
transmission measurement and obtain the TLS Rabi frequency $\Omega_{0}$. These
data show a substantially weaker $P_{in}$ dependence of $\Omega_{0}$ than the
prediction from the standard non-interacting TLS model. Lastly, we increase the
temperature and find an increased TLS jitter rate and dephasing rate from
power-dependent loss and phase noise measurements, respectively. We also anneal
samples, which lowers the low-frequency TLS density and jitter rate, but the
single-photon loss is found to be unchanged. The results are qualitatively
consistent with a fast-switching interacting-TLS model and they contrast the
standard model of TLSs which describes TLSs independently.
- Abstract（参考訳）: 2レベルシステム(TLS)欠陥は量子情報科学の主要なデコヒーレンス源であるが、一般的には堆積膜よりも材料界面では理解されていない。
本稿では, 共振器の真空ギャップ(VG)コンデンサ内の準均一場を用いて, 金属-空気界面の表面TLSについて検討する。
VGコンデンサは、回路QEDで使用される典型的な共振器よりも、金属-空気界面からマグニチュードの大きなコントリビューションを生成するナノギャップを有する。
3つの現象を計測し、相互作用するtlsモデルと定性的な一致を見いだし、近共振tlssは、遠波長低周波tlsの状態切替からかなりの周波数ジッタを経験する。
まず、VG共振器の損失は、堆積誘電体膜のデータとは対照的に、弱いか対数的にパワー依存であることがわかった。
第2に、送信測定に電力$P_{in}$の飽和音を加え、TLS Rabi周波数$\Omega_{0}$を得る。
これらのデータは、標準の非相互作用TLSモデルからの予測よりも、$\Omega_{0}$への依存がかなり弱いことを示している。
最後に, 電力依存損失と位相雑音の測定値から, 温度を上昇させ, TLSジッタ率と減音率をそれぞれ増加させる。
また,低周波TLS密度とジッタレートを低下させるアニール試料も得られたが,単光子損失は変化しない。
結果は高速スイッチング相互作用TLSモデルと定性的に一致し、TLSを独立に記述するTLSの標準モデルと対比する。
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