論文の概要: Strong hole-photon coupling in planar Ge for probing charge degree and strongly-correlated states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.20661v2
- Date: Wed, 04 Dec 2024 11:23:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-05 18:18:18.032616
- Title: Strong hole-photon coupling in planar Ge for probing charge degree and strongly-correlated states
- Title（参考訳）: 電荷次数と強相関状態を求める平面Geにおける強孔-光子カップリング
- Authors: Franco De Palma, Fabian Oppliger, Wonjin Jang, Stefano Bosco, Marián Janík, Stefano Calcaterra, Georgios Katsaros, Giovanni Isella, Daniel Loss, Pasquale Scarlino,
- Abstract要約: 高周波共振器におけるホール電荷量子ビットとマイクロ波光子との強い結合性を示す。
この研究は、平面Geにおけるリモートホール量子ビット間のコヒーレント量子接続への道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Semiconductor quantum dots (QDs) in planar germanium (Ge) heterostructures have emerged as front-runners for future hole-based quantum processors. Here, we present strong coupling between a hole charge qubit, defined in a double quantum dot (DQD) in planar Ge, and microwave photons in a high-impedance ($Z_\mathrm{r} = 1.3 ~\mathrm{k}\Omega$) resonator based on an array of superconducting quantum interference devices (SQUIDs). Our investigation reveals vacuum-Rabi splittings with coupling strengths up to $g_0/2\pi = 260 ~\mathrm{MHz}$, and a cooperativity of $C \sim 100$, dependent on DQD tuning. Furthermore, utilizing the frequency tunability of our resonator, we explore the quenched energy splitting associated with strong Coulomb correlation effects in Ge QDs. The observed enhanced coherence of the strongly correlated excited state signals the presence of distinct symmetries within related spin functions, serving as a precursor to the strong coupling between photons and spin-charge hybrid qubits in planar Ge. This work paves the way towards coherent quantum connections between remote hole qubits in planar Ge, required to scale up hole-based quantum processors.
- Abstract（参考訳）: 平面ゲルマニウム(Ge)ヘテロ構造における量子ドット(QD)は、将来のホールベースの量子プロセッサのフロントランナーとして登場した。
ここでは、平面Geの二重量子ドット(DQD)で定義されるホール電荷量子ビットと、超伝導量子干渉デバイス(SQUID)の配列に基づく高インピーダンス(Z_\mathrm{r} = 1.3 ~\mathrm{k}\Omega$)共振器におけるマイクロ波光子との強い結合を示す。
我々の研究は、結合強度が最大$g_0/2\pi = 260 ~\mathrm{MHz}$、DQDチューニングに依存する$C \sim 100$の協調性を持つ真空-ラビ分割を明らかにする。
さらに、共振器の周波数調整性を利用して、GeQDの強いクーロン相関効果に付随する焼成エネルギー分割について検討する。
観測された強相関励起状態のコヒーレンス向上は、関連するスピン関数内の異なる対称性の存在を示唆し、平面Geにおける光子とスピン電荷ハイブリッド量子ビットの強い結合の前駆体として機能する。
この研究は、ホールベースの量子プロセッサのスケールアップに必要な平面Geのリモートホールキュービット間のコヒーレントな量子接続への道を開く。
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