論文の概要: Design and simulation of a transmon qubit chip for Axion detection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.05238v2
• Date: Thu, 25 Jan 2024 20:51:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-29 17:46:37.367996
• Title: Design and simulation of a transmon qubit chip for Axion detection
• Title（参考訳）: アクシオン検出用トランスモン量子ビットチップの設計とシミュレーション
• Authors: Roberto Moretti, Herv\`e Ats\`e Corti, Danilo Labranca, Felix Ahrens, Guerino Avallone, Danilo Babusci, Leonardo Banchi, Carlo Barone, Matteo Mario Beretta, Matteo Borghesi, Bruno Buonomo, Enrico Calore, Giovanni Carapella, Fabio Chiarello, Alessandro Cian, Alessando Cidronali, Filippo Costa, Alessandro Cuccoli, Alessandro D'Elia, Daniele Di Gioacchino, Stefano Di Pascoli, Paolo Falferi, Marco Fanciulli, Marco Faverzani, Giulietto Felici, Elena Ferri, Giovanni Filatrella, Luca Gennaro Foggetta, Claudio Gatti, Andrea Giachero, Francesco Giazotto, Damiano Giubertoni, Veronica Granata, Claudio Guarcello, Gianluca Lamanna, Carlo Ligi, Giovanni Maccarrone, Massimo Macucci, Giuliano Manara, Federica Mantegazzini, Paolo Marconcini, Benno Margesin, Francesco Mattioli, Andrea Miola, Angelo Nucciotti, Luca Origo, Sergio Pagano, Federico Paolucci, Luca Piersanti, Alessio Rettaroli, Stefano Sanguinetti, Sebastiano Fabio Schifano, Paolo Spagnolo, Simone Tocci, Alessandra Toncelli, Guido Torrioli, Andrea Vinante
• Abstract要約: 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。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 103.69390312201169
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum Sensing is a rapidly expanding research field that finds one of its applications in Fundamental Physics, as the search for Dark Matter. Devices based on superconducting qubits have already been successfully applied in detecting few-GHz single photons via Quantum Non-Demolition measurement (QND). This technique allows us to perform repeatable measurements, bringing remarkable sensitivity improvements and dark count rate suppression in experiments based on high-precision microwave photon detection, such as for Axions and Dark Photons search. In this context, the INFN Qub-IT project goal is to realize an itinerant single-photon counter based on superconducting qubits that will exploit QND for enhancing Axion search experiments. In this study, we present Qub-IT's status towards the realization of its first superconducting qubit device, illustrating design and simulation procedures and the characterization of fabricated Coplanar Waveguide Resonators (CPWs) for readout. We match target qubit parameters and assess a few-percent level agreement between lumped and distributed element simulation models. We reach a maximum internal quality factor of 9.2x10^5 for -92 dBm on-chip readout power.
• Abstract（参考訳）: 量子センシング(Quantum Sensing)は、ダークマター(ダークマター)の探索として基礎物理学に応用されている分野である。 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の単一光子の検出にすでに成功している。 この技術により、AxionsやDark Photons検索などの高精度マイクロ波光子検出に基づく実験において、感度の向上と暗カウント率の大幅な抑制を実現することができる。 この文脈において、infn qub-itプロジェクトの目的は、qndを軸探索実験の強化に活用する超伝導量子ビットに基づく単光子カウンタを実現することである。 そこで本研究では,Qub-ITによる最初の超伝導量子ビットデバイスの実現,設計とシミュレーションの手順,および試作用コプラナー導波管共振器(CPW)の特性について述べる。 対象の量子ビットパラメータを照合し、集中要素モデルと分散要素モデルの間の数パーセントのレベルアグリーメントを評価する。 最大内部品質係数は-92 dbmオンチップ読み出し電力で9.2x10^5に達する。

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