論文の概要: Strong dispersive coupling between a mechanical resonator and a fluxonium superconducting qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.13589v1
• Date: Wed, 26 Apr 2023 14:33:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-27 14:02:14.060557
• Title: Strong dispersive coupling between a mechanical resonator and a fluxonium superconducting qubit
• Title（参考訳）: 機械共振器とフラクソニウム超伝導量子ビットの強い分散結合
• Authors: Nathan R. A. Lee, Yudan Guo, Agnetta Y. Cleland, E. Alex Wollack, Rachel G. Gruenke, Takuma Makihara, Zhaoyou Wang, Taha Rajabzadeh, Wentao Jiang, Felix M. Mayor, Patricio Arrangoiz-Arriola, Christopher J. Sarabalis, Amir H. Safavi-Naeini
• Abstract要約: 我々は、回路量子音響力学実験の到達範囲を、新しい周波数範囲に拡張する。 我々はqubit-phonon結合速度を$gapprox2pitimes14textMHz$で設計し、両システムのデコヒーレンス速度を超える分散相互作用を実現した。 本研究は,フラキソニウム系ハイブリッド量子システムの可能性を示し,700MHz以下の周波数でフォノンを用いた新しい量子センシングおよび情報処理手法を開発するための道筋を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3828553628764202
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We demonstrate strong dispersive coupling between a fluxonium superconducting qubit and a 690 megahertz mechanical oscillator, extending the reach of circuit quantum acousto-dynamics (cQAD) experiments into a new range of frequencies. We have engineered a qubit-phonon coupling rate of $g\approx2\pi\times14~\text{MHz}$, and achieved a dispersive interaction that exceeds the decoherence rates of both systems while the qubit and mechanics are highly nonresonant ($\Delta/g\gtrsim10$). Leveraging this strong coupling, we perform phonon number-resolved measurements of the mechanical resonator and investigate its dissipation and dephasing properties. Our results demonstrate the potential for fluxonium-based hybrid quantum systems, and a path for developing new quantum sensing and information processing schemes with phonons at frequencies below 700 MHz to significantly expand the toolbox of cQAD.
• Abstract（参考訳）: 我々は、超伝導量子ビットと690メガヘルツ機械振動子の強い分散結合を示し、回路量子音響力学(cqad)実験の到達範囲を新たな周波数範囲に拡張した。 我々は、qubit-phonon結合レート$g\approx2\pi\times14~\text{MHz}$を設計し、両システムのデコヒーレンス速度を超える分散相互作用を実現した。 この強結合を生かして、メカニカル共振器のフォノン数分解測定を行い、その消散および消耗特性について検討する。 本研究は,フラックスニウム系ハイブリッド量子システムの可能性を示し,700mhz以下の周波数でフォノンを用いた新しい量子センシングおよび情報処理スキームを開発し,cqadのツールボックスを大きく拡張する道筋を示した。

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