論文の概要: Stepping closer to pulsed single microwave photon detectors for axions search

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.07556v1
• Date: Wed, 15 Feb 2023 09:50:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-16 15:23:54.430402
• Title: Stepping closer to pulsed single microwave photon detectors for axions search
• Title（参考訳）: パルス単一マイクロ波光子検出器に近づいた軸索探索
• Authors: A. D'Elia, A. Rettaroli, S. Tocci, D. Babusci, C. Barone, M. Beretta, B. Buonomo, F. Chiarello, N. Chikhi, D. Di Gioacchino, G. Felici, G. Filatrella, M. Fistul, L. G. Foggetta, C. Gatti, E. Il'ichev, C. Ligi, M. Lisitskiy, G. Maccarrone, F. Mattioli, G. Oelsner, S. Pagano, L. Piersanti, B. Ruggiero, G. Torrioli and A. Zagoskin
• Abstract要約: 軸索検出は、単一の光子限界まで究極の感度を必要とする。 どちらもジョセフソン効果に基づく超伝導デバイスの使用に頼っている、有望な2つのアプローチに従う。 一度最適化されると、両方のデバイスは単一の光子の感度に達する可能性がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Axions detection requires the ultimate sensitivity down to the single photon limit. In the microwave region this corresponds to energies in the yJ range. This extreme sensitivity has to be combined with an extremely low dark count rate, since the probability of axions conversion into microwave photons is supposed to be very low. To face this complicated task, we followed two promising approaches that both rely on the use of superconducting devices based on the Josephson effect. The first one is to use a single Josephson junction (JJ) as a switching detector (i.e. exploiting the superconducting to normal state transition in presence of microwave photons). We designed a device composed of a coplanar waveguide terminated on a current biased Josephson junction. We tested its efficiency to pulsed (pulse duration 10 ns) microwave signals, since this configuration is closer to an actual axions search experiment. We show how our device is able to reach detection capability of the order of 10 photons with frequency 8 GHz. The second approach is based on an intrinsically quantum device formed by two resonators coupled only via a superconducting qubit network (SQN). This approach relies on quantum nondemolition measurements of the resonator photons. We show that injecting RF power into the resonator, the frequency position of the resonant drop in the transmission coefficient (S21) can be modulated up to 4 MHz. We anticipate that, once optimized, both the devices have the potential to reach single photon sensitivity.
• Abstract（参考訳）: 軸索検出は、単一の光子限界まで究極の感度を必要とする。 マイクロ波領域では、これはyJ領域のエネルギーに対応する。 この極度の感度は、マイクロ波光子への軸イオン変換の確率が非常に低いため、非常に低い暗カウントレートと組み合わせる必要がある。 この複雑な課題に直面するために、ジョセフソン効果に基づく超伝導デバイスの使用に依存する2つの有望なアプローチに従った。 1つ目は、1つのジョセフソン接合(JJ)をスイッチング検出器(マイクロ波光子の存在下で超伝導を通常の状態遷移に利用)として使用することである。 我々は、電流バイアスのジョセフソン接合で終端するコプラナー導波路からなるデバイスを設計した。 この構成は実際の軸探索実験に近いため、パルス(パルス持続時間10 ns)マイクロ波信号に対してその効率をテストした。 デバイスが周波数8ghzの10光子のオーダーの検出能力にどのように到達できるかを示す。 第2のアプローチは、超伝導量子ビットネットワーク(SQN)を介してのみ結合された2つの共振器によって形成される固有量子デバイスに基づいている。 このアプローチは共振器光子の量子的非劣化測定に依存する。 共振器にRF電力を注入すると、伝送係数(S21)の共振器滴の周波数位置を最大4MHzまで変調できることを示す。 一度最適化すれば、両方のデバイスは単一光子感度に達する可能性があると予測している。

関連論文リスト

• A Millimeter-Wave Superconducting Qubit [39.76747788992184]
  超伝導量子ビットはミリ波範囲(100GHz付近)までスケールアップされる これは、希少な3ドルHeの冷蔵庫への依存を取り除き、低温システムを簡単にし、冷却電力を桁違いに高めることによる多くの利点がある。 このミリ波量子エミッタのデモンストレーションは、高周波光子検出における感度閾値を高めるためのエキサイティングな展望を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-17T20:38:17Z)
• Spectral signature of high-order photon processes mediated by Cooper-pair pairing [0.0]
  超伝導回路は、位相変動が単体よりも小さい状態において、ほぼ独占的に動作している。 超伝導回路は、位相変動が単体よりも小さい状態において、ほぼ独占的に動作している。 この研究は、多光子量子論理から高相関のマイクロ波放射の研究まで、マイクロ波量子光学における高次光子相互作用の新しい状態を探究する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-22T21:29:25Z)
• 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)
• A highly-sensitive broadband superconducting thermoelectric single-photon detector [62.997667081978825]
  熱電検出器(TED)は、単一光子の吸収による有限温度差を開回路熱電圧に変換する。 TEDでは、選択した設計や素材に応じて、約15GHzから約150Hzの周波数の単一光子を公開できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-06T17:08:36Z)
• Optically heralded microwave photons [1.606071974243323]
  絡み合いを分散して処理する量子ネットワークは、強力な新しいコンピュータやセンサーを可能にする。 超伝導量子ビットは、約4万ドルのエネルギーの少ないマイクロ波光子に自然に作用する。 我々は光子とマイクロ波光子の絡み合いを発生させるトランスデューサ装置の実装と実演を行う。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-19T17:27:25Z)
• Resolving Fock states near the Kerr-free point of a superconducting resonator [51.03394077656548]
  我々はSNAIL(Superconducting Asymmetric Inductive eLement)で終端する可変非線形共振器を設計した。 我々はこのKerr自由点付近に励起光子を持ち、このデバイスをトランスモン量子ビットを用いて特徴づけた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-18T09:55:58Z)
• Quantum-limited millimeter wave to optical transduction [50.663540427505616]
  量子情報の長距離伝送は、分散量子情報プロセッサの中心的な要素である。 トランスダクションへの現在のアプローチでは、電気ドメインと光ドメインの固体リンクが採用されている。 我々は、850ドルRbの低温原子をトランスデューサとして用いたミリ波光子の光子への量子制限変換を実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-20T18:04:26Z)
• 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)
• Slowing down light in a qubit metamaterial [98.00295925462214]
  マイクロ波領域の超伝導回路は 未だにそのような装置を欠いている 共振導波路に結合した8量子ビットからなる超伝導メタマテリアルにおいて、電磁波の減速を実証した。 本研究は, 超伝導回路の高柔軟性を実証し, カスタムバンド構造を実現することを目的とした。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-14T20:55:10Z)
• Detecting spins with a microwave photon counter [0.0]
  マイクロ波周波数およびミリケルビン温度での蛍光によるシリコン中のドナースピンの小さなアンサンブルの検出を実証した。 少数のスピンの磁気共鳴分光法として,蛍光検出の可能性について論じる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-02T10:12:48Z)
• A superconducting detector that counts microwave photons up to two [0.0]
  真空状態と1光子状態と2つ以上の光子を持つ状態とを区別できるマイクロ波光子の検出器を提案する。 その動作は偏光ジョセフソン接合における2光子遷移に基づいており、超伝導から通常の状態に切り替えると検出される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-10T10:38:40Z)

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。