論文の概要: Band engineering and study of disorder using topology in compact high kinetic inductance cavity arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.18150v1
• Date: Tue, 26 Mar 2024 23:19:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-28 18:55:29.767055
• Title: Band engineering and study of disorder using topology in compact high kinetic inductance cavity arrays
• Title（参考訳）: コンパクトな高速度インダクタンスキャビティアレイにおけるトポロジーを用いたバンドエンジニアリングと障害の研究
• Authors: Vincent Jouanny, Simone Frasca, Vera Jo Weibel, Leo Peyruchat, Marco Scigliuzzo, Fabian Oppliger, Franco De Palma, Davide Sbroggio, Guillaume Beaulieu, Oded Zilberberg, Pasquale Scarlino,
• Abstract要約: 超伝導マイクロ波メタマテリアルは、量子光学と情報科学に大きな可能性を秘めている。 回路量子電気力学の文脈では、そのようなメタマテリアルは結合キャビティアレイ(CCAs)として実装できる。 高温超伝導NbN薄膜を利用した小型CCAアーキテクチャを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Superconducting microwave metamaterials offer enormous potential for quantum optics and information science, enabling the development of advanced quantum technologies for sensing and amplification. In the context of circuit quantum electrodynamics, such metamaterials can be implemented as coupled cavity arrays (CCAs). In the continuous effort to miniaturize quantum devices for increasing scalability, minimizing the footprint of CCAs while preserving low disorder becomes paramount. In this work, we present a compact CCA architecture leveraging superconducting NbN thin films presenting high kinetic inductance, which enables high-impedance CCA ($\sim1.5$ k$\Omega$), while reducing the resonator footprint. We demonstrate its versatility and scalability by engineering one-dimensional CCAs with up to 100 resonators and exhibiting multiple bandgaps. Additionally, we quantitatively investigate disorder in the CCAs using symmetry-protected topological SSH modes, from which we extract a resonator frequency scattering of $0.22^{+0.04}_{-0.03}\%$. Our platform opens up exciting new prospects for analog quantum simulations of many-body physics with ultrastrongly coupled emitters.
• Abstract（参考訳）: 超伝導マイクロ波メタマテリアルは、量子光学と情報科学に大きな可能性をもたらし、センシングと増幅のための先進的な量子技術の開発を可能にする。 回路量子力学の文脈では、そのようなメタマテリアルは結合キャビティアレイ(CCAs)として実装することができる。 拡張性を高めるために量子デバイスを小型化する継続的な取り組みにおいて、低障害を保ちながらCCAのフットプリントを最小化することが最重要となる。 本研究では,高温超伝導NbN薄膜を用いた小型CCAアーキテクチャを提案し,高インピーダンスCCA(\sim1.5$ k$\Omega$)を実現するとともに,共振器のフットプリントを低減した。 最大100個の共振器を備えた1次元CCAを設計し,複数のバンドギャップを示すことで,その汎用性とスケーラビリティを実証する。 さらに,共振器周波数の0.22^{+0.04}_{-0.03}\%$を抽出する対称性保護トポロジカルSSHモードを用いてCCAの障害を定量的に検討した。 我々のプラットフォームは、超強結合エミッタを用いた多体物理学のアナログ量子シミュレーションのためのエキサイティングな新しい展望を開く。

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