論文の概要: Quantum Parametric Amplification and NonClassical Correlations due to 45
nm nMOS Circuitry Effect
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.16385v1
- Date: Wed, 25 Oct 2023 05:55:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-26 16:25:47.030447
- Title: Quantum Parametric Amplification and NonClassical Correlations due to 45
nm nMOS Circuitry Effect
- Title（参考訳）: 45 nm nmos回路効果による量子パラメトリック増幅と非古典相関
- Authors: Ahmad Salmanogli and Amine Bermak
- Abstract要約: 本研究は、量子回路における半導体技術の利用の画期的な探索を明らかにする。
この新しい量子デバイスは、量子信号を増幅する量子パラメトリック増幅器として機能するだけでなく、信号固有の量子特性も強化する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.0481796917798407
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: This study unveils a groundbreaking exploration of using semiconductor
technology in quantum circuitry. Leveraging the unique operability of 45 nm
CMOS technology at deep cryogenic temperatures (~ 300 mK), a novel quantum
electronic circuit is meticulously designed. Through the intricate coupling of
two matching circuits via a 45 nm nMOS transistor, operating as an open quantum
system, the circuit quantum Hamiltonian and the related Heisenberg-Langevin
equation are derived, setting the stage for a comprehensive quantum analysis.
Central to this investigation are three pivotal coefficients derived, which are
the coupling between the coupled oscillator charge and flux operators through
the internal circuit of the transistor. These coefficients emerge as critical
determinants, shaping both the circuit potential as a parametric amplifier and
its impact on quantum properties. The study unfolds a delicate interplay
between these coefficients, showcasing their profound influence on quantum
discord and the gain of the parametric amplifier. Consequently, the
assimilation of 45 nm CMOS technology with quantum circuitry makes it possible
to potentially bridge the technological gap in quantum computing applications,
where the parametric amplifier is a necessary and critical device. The designed
novel quantum device serves not only as a quantum parametric amplifier to
amplify quantum signals but also enhances the inherent quantum properties of
the signals such as non-classicality. Therefore, one can create an effective
parametric amplifier that simultaneously improves the quantum characteristics
of the signals. The more interesting result is that if such a theory becomes
applicable, the circuit implemented in the deep-cryogenic temperature can be
easily compatible with the next step of circuitry while keeping the same
electronic features compatibility with the quantum processor.
- Abstract（参考訳）: 本研究は量子回路における半導体技術の利用の画期的な探索を明らかにする。
45nmCMOS技術の極低温(~300mK)でのユニークな操作性を活用して、新しい量子電子回路を精巧に設計する。
オープン量子系として動作する45nm nmosトランジスタを介して2つのマッチング回路の複雑な結合により、回路量子ハミルトニアンおよび関連するハイゼンベルク・ランゲバン方程式が導出され、包括的な量子解析のステージが設定される。
この研究の中心となる3つの重要な係数は、トランジスタの内部回路を介して結合した発振器電荷とフラックス演算子の間の結合である。
これらの係数は臨界決定因子として現れ、パラメトリック増幅器として回路電位と量子特性への影響の両方を形成する。
この研究は、これらの係数間の微妙な相互作用を展開させ、量子不協和とパラメトリック増幅器の利得に深い影響を示す。
したがって、45 nm cmos技術と量子回路の同化により、パラメトリック増幅器が必要かつ重要なデバイスである量子コンピューティングアプリケーションにおける技術的ギャップを橋渡しすることができる。
設計された新規量子デバイスは量子信号を増幅する量子パラメトリック増幅器として機能するだけでなく、非古典性などの信号の固有量子特性を高める。
したがって、信号の量子特性を同時に改善する効果的なパラメトリック増幅器を作成できる。
より興味深い結果として、そのような理論が適用されれば、深低温で実装された回路は、同じ電子的特徴を量子プロセッサと互換性を維持しながら、回路の次のステップと容易に互換性を持つことができる。
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