論文の概要: Thermally driven quantum refrigerator autonomously resets superconducting qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.16710v1
• Date: Fri, 26 May 2023 07:55:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-29 16:20:08.462017
• Title: Thermally driven quantum refrigerator autonomously resets superconducting qubit
• Title（参考訳）: 超電導量子ビットを自律的にリセットする熱駆動量子冷凍機
• Authors: Mohammed Ali Aamir, Paul Jamet Suria, Jos\'e Antonio Mar\'in Guzm\'an, Claudia Castillo-Moreno, Jeffrey M. Epstein, Nicole Yunger Halpern, Simone Gasparinetti
• Abstract要約: 超伝導回路から形成される有用な量子吸収冷凍機を実証する。 利用可能な浴槽で実現可能な温度よりも低い温度に、トランスモンキュービットをリセットするために使用します。
• 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: The first thermal machines steered the industrial revolution, but their quantum analogs have yet to prove useful. Here, we demonstrate a useful quantum absorption refrigerator formed from superconducting circuits. We use it to reset a transmon qubit to a temperature lower than that achievable with any one available bath. The process is driven by a thermal gradient and is autonomous -- requires no external control. The refrigerator exploits an engineered three-body interaction between the target qubit and two auxiliary qudits coupled to thermal environments. The environments consist of microwave waveguides populated with synthesized thermal photons. The target qubit, if initially fully excited, reaches a steady-state excited-level population of $5\times10^{-4} \pm 5\times10^{-4}$ (an effective temperature of 23.5~mK) in about 1.6~$\mu$s. Our results epitomize how quantum thermal machines can be leveraged for quantum information-processing tasks. They also initiate a path toward experimental studies of quantum thermodynamics with superconducting circuits coupled to propagating thermal microwave fields.
• Abstract（参考訳）: 最初の熱機械は産業革命を後押ししたが、量子アナログはまだ有用ではない。 本稿では,超伝導回路から形成される量子吸収冷凍機について述べる。 利用可能な浴槽で実現可能な温度よりも低い温度に、トランスモンキュービットをリセットするために使用します。 プロセスは熱勾配によって駆動され、自律的であり、外部制御を必要としない。 この冷蔵庫は、熱環境に結合した2つの補助quditとターゲットqubitの3体インタラクションを、工学的に活用する。 環境はマイクロ波導波路と合成熱光子からなる。 目標量子ビットは、当初は完全に励起されていたとしても、安定状態の励起レベルである5\times10^{-4} \pm 5\times10^{-4}$(有効温度は23.5~mK)を1.6~$\mu$sで到達する。 本研究は,量子熱機械を量子情報処理タスクに活用する方法を実証する。 彼らはまた、超伝導回路と熱マイクロ波場の伝播に結合した量子熱力学の実験研究への道を開いた。

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