論文の概要: Dipole coupling of a bilayer graphene quantum dot to a high-impedance
microwave resonator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.14629v1
- Date: Fri, 22 Dec 2023 11:59:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-25 15:18:04.212950
- Title: Dipole coupling of a bilayer graphene quantum dot to a high-impedance
microwave resonator
- Title（参考訳）: 二層グラフェン量子ドットと高インピーダンスマイクロ波共振器の双極子結合
- Authors: Max J. Ruckriegel, Lisa M. G\"achter, David Kealhofer, Mohsen Bahrami
Panah, Chuyao Tong, Christoph Adam, Michele Masseroni, Hadrien Duprez,
Rebekka Garreis, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Andreas Wallraff, Thomas
Ihn, Klaus Ensslin, and Wei Wister Huang
- Abstract要約: グラフェン系ファンデルワールスヘテロ構造で静電気的に定義された二重量子ドットを持つ超伝導マイクロ波共振器。
1$mmathrms$積分時間内に信号対雑音比3.5の感度と高速な検出を実現する。
本稿では,ファンデルワールス材料中の量子ドットのプローブとしてcQEDを導入し,二層グラフェン量子ドットとのコヒーレント電荷-光子結合への道を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.14908922253160745
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We implement circuit quantum electrodynamics (cQED) with quantum dots in
bilayer graphene, a maturing material platform for semiconductor qubits that
can host long-lived spin and valley states. The presented device combines a
high-impedance ($Z_\mathrm{r} \approx 1 \mathrm{k{\Omega}}$) superconducting
microwave resonator with a double quantum dot electrostatically defined in a
graphene-based van der Waals heterostructure. Electric dipole coupling between
the subsystems allows the resonator to sense the electric susceptibility of the
double quantum dot from which we reconstruct its charge stability diagram. We
achieve sensitive and fast detection with a signal-to-noise ratio of 3.5 within
1 ${\mu}\mathrm{s}$ integration time. The charge-photon interaction is
quantified in the dispersive and resonant regimes by comparing the
coupling-induced change in the resonator response to input-output theory,
yielding a maximal coupling strength of $g/2{\pi} = 49.7 \mathrm{MHz}$. Our
results introduce cQED as a probe for quantum dots in van der Waals materials
and indicate a path toward coherent charge-photon coupling with bilayer
graphene quantum dots.
- Abstract（参考訳）: 二層グラフェンの量子ドットを用いた回路量子電磁力学 (cQED) を実装し, 長いスピン状態とバレー状態を持つ半導体量子ビットの成熟材料プラットフォームである。
本装置は、高インピーダンス(z_\mathrm{r} \approx 1 \mathrm{k{\omega}}$)超伝導マイクロ波共振器と、グラフェン系ファンデルワールスヘテロ構造において静電的に定義される二重量子ドットとを結合する。
サブシステム間の電気双極子結合により、共振器は電荷安定図を再構成する二重量子ドットの電気感受性を感知することができる。
1${\mu}\mathrm{s}$の積分時間で信号対雑音比3.5で感度の高い高速検出を実現する。
電荷-光子相互作用は、入力出力理論に対する共振器応答のカップリングによる変化を比較し、最大結合強度は$g/2{\pi} = 49.7 \mathrm{MHz}$である。
本研究は,ファンデルワールス材料の量子ドットのプローブとしてcqedを導入し,二層グラフェン量子ドットとのコヒーレント電荷-光子カップリングへの道を示す。
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