論文の概要: Continuous microwave photon counting by semiconductor-superconductor hybrids

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.06617v1
• Date: Fri, 12 Jan 2024 15:07:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-15 19:07:40.169853
• Title: Continuous microwave photon counting by semiconductor-superconductor hybrids
• Title（参考訳）: 半導体-超伝導ハイブリッドによる連続マイクロ波光子計数
• Authors: Subhomoy Haldar, David Barker, Harald Havir, Antti Ranni, Sebastian Lehmann, Kimberly A. Dick, Ville F. Maisi
• Abstract要約: 超伝導空洞結合半導体量子ドットを用いた連続マイクロ波光子カウンタを提案する。 この装置は、2レベルのダブルドット吸収器のエネルギー調整性のおかげで、単光子と複数光子の両方の吸収現象を独立して検出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.19791587637442667
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The growing interest in quantum information has enabled the manipulation and readout of microwave photon states with high fidelities. The presently available microwave photon counters, based on superconducting circuits, are limited to non-continuous pulsed mode operation, requiring additional steps for qubit state preparation before an actual measurement. Here, we present a continuous microwave photon counter based on superconducting cavity-coupled semiconductor quantum dots. The device utilizes photon-assisted tunneling in a double quantum dot with tunneling events being probed by a third dot. Our device detects both single and multiple-photon absorption events independently, thanks to the energy tunability of a two-level double-dot absorber. We show that the photon-assisted tunnel rates serve as the measure of the cavity photon state in line with the P(E) theory - a theoretical framework delineating the mediation of the cavity photon field via a two-level environment. We further describe the single photon detection using the Jaynes-Cummings input-output theory and show that it agrees with the P(E) theory predictions.
• Abstract（参考訳）: 量子情報への関心が高まり、高い忠実度を持つマイクロ波光子状態の操作と読み出しが可能になった。 現在利用可能なマイクロ波光子カウンタは超伝導回路に基づいており、非連続パルスモード動作に限られており、実際の測定の前に量子状態の準備のための追加ステップが必要である。 ここでは超伝導空洞結合半導体量子ドットに基づく連続マイクロ波光子カウンタを提案する。 この装置は、光子支援トンネルを二重量子ドットで利用し、トンネル現象を第3のドットで調査する。 2レベル二重ドート吸収器のエネルギー可変性により、単光子と多光子の両方の吸収現象を独立に検出する。 P(E)理論に沿った空洞光子状態の測定には,光子支援トンネルの速度が有効であることを示す。 さらに、Jaynes-Cummings入出力理論を用いた単一光子検出について記述し、P(E)理論の予測に一致することを示す。

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