論文の概要: An anti-maser for quantum-limited cooling of a microwave cavity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.12691v1
- Date: Mon, 24 Jul 2023 11:12:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-25 14:43:53.843040
- Title: An anti-maser for quantum-limited cooling of a microwave cavity
- Title（参考訳）: マイクロ波空洞の量子制限冷却のためのアンチメーザ
- Authors: Aharon Blank, Alexander Sherman, Boaz Koren, and Oleg Zgadzai
- Abstract要約: 低温下で凝縮物の状態を生成する方法の実験的検討を行った。
この状態は、空洞からマイクロ波光子を効率的に除去するために使用される。
このような「アンチメーザー」デバイスは、ミリケルビン温度への冷却を必要とするアプリケーションにとって非常に有益である可能性がある。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 58.720142291102135
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: The maser, a microwave (MW) analog of the laser, is a well-established method
for generating and amplifying coherent MW irradiation with ultra-low noise.
This is accomplished by creating a state of population inversion between two
energy levels separated by MW frequency. Thermodynamically, such a state
corresponds to a small but negative temperature. The reverse condition, where
only the lower energy level is highly populated, corresponds to a very low
positive temperature. In this work, we experimentally demonstrate how to
generate such a state in condensed matter at moderate cryogenic temperatures.
This state is then used to efficiently remove microwave photons from a cavity,
continuously cooling it to the quantum limit, well below its ambient
temperature. Such an "anti-maser" device could be extremely beneficial for
applications that would normally require cooling to millikelvin temperatures to
eliminate any MW photons. For instance, superconducting MW quantum circuits
(such as qubits and amplifiers) could, with the use of this device, operate
efficiently at liquid helium temperatures.
- Abstract（参考訳）: レーザーのマイクロ波(MW)アナログであるメーザーは、超低雑音でコヒーレントMW照射を生成し増幅する方法として確立された。
これは、MW周波数で分離された2つのエネルギーレベルの間の集団反転状態を作成することで達成される。
熱力学的には、そのような状態は小さいが負の温度に対応する。
逆条件は、低いエネルギー準位のみが高密度であり、非常に低い正の温度に対応する。
本研究では,低温下で凝縮した物質にそのような状態を生成する方法を実験的に実証する。
この状態は、空洞からマイクロ波光子を効率よく取り除き、その周囲温度よりかなり低い量子限界まで連続的に冷却するために用いられる。
このような「アンチメーザー」デバイスは、通常ミリケルビン温度まで冷却してMW光子を除去するアプリケーションにとって非常に有益である。
例えば、超伝導MW量子回路(量子ビットや増幅器など)は、この装置を用いることで、液体ヘリウム温度で効率的に動作することができる。
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