論文の概要: Microwave quantum diode

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.00799v1
• Date: Mon, 3 Apr 2023 08:41:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-04 16:06:28.107546
• Title: Microwave quantum diode
• Title（参考訳）: マイクロ波量子ダイオード
• Authors: Rishabh Upadhyay, Dmitry S. Golubev, Yu-Cheng Chang, George Thomas, Andrew Guthrie, Joonas T. Peltonen, and Jukka P. Pekola
• Abstract要約: 量子回路はアンプのバックアクションや外部ノイズに対して非常に脆弱である。 この目的のために、循環器やアイソレータなどの非相互マイクロ波デバイスが使用される。 超伝導フラックス量子ビットの非線形性を利用した小型マイクロ波ダイオードアーキテクチャを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.591395885968624
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The fragile nature of quantum circuits is a major bottleneck to scalable quantum applications. Operating at cryogenic temperatures, quantum circuits are highly vulnerable to amplifier backaction and external noise. Non-reciprocal microwave devices such as circulators and isolators are used for this purpose. These devices have a considerable footprint in cryostats, limiting the scalability of quantum circuits. We present a compact microwave diode architecture, which exploits the non-linearity of a superconducting flux qubit. At the qubit degeneracy point we experimentally demonstrate a significant difference between the power levels transmitted in opposite directions. The observations align with the proposed theoretical model. At -99 dBm input power, and near the qubit-resonator avoided crossing region, we report the transmission rectification ratio exceeding 90% for a 50 MHz wide frequency range from 6.81 GHz to 6.86 GHz, and over 60% for the 250 MHz range from 6.67 GHz to 6.91 GHz. The presented architecture is compact, and easily scalable towards multiple readout channels, potentially opening up diverse opportunities in quantum information, microwave read-out and optomechanics.
• Abstract（参考訳）: 量子回路の脆弱な性質は、スケーラブルな量子アプリケーションにとって大きなボトルネックである。 低温で動作する量子回路は、増幅バックアクションや外部ノイズに対して非常に脆弱である。 この目的のために循環器やアイソレータなどの非逆マイクロ波デバイスが使用される。 これらのデバイスは、量子回路のスケーラビリティを制限している。 超伝導フラックス量子ビットの非線形性を利用した小型マイクロ波ダイオードアーキテクチャを提案する。 qubit縮退点において, 逆方向に伝達される電力レベルに有意な差があることを実験的に示す。 観測結果は提案された理論モデルと一致している。 入力電力は-99dBmで、また、クビット共振器近傍で交差領域を回避し、50MHzの広帯域帯域では6.81 GHzから6.86 GHz、250MHzでは6.67 GHzから6.91 GHzの伝送補正比が90%を超えることを報告した。 提示されたアーキテクチャはコンパクトで、複数の読み出しチャネルに対して容易にスケーラブルであり、量子情報、マイクロ波読み出し、光メカニクスの多様な機会を開く可能性がある。

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