論文の概要: Direct detection of quasiparticle tunneling with a charge-sensitive superconducting sensor coupled to a waveguide

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.01277v1
• Date: Mon, 1 Apr 2024 17:52:10 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-03 21:26:33.410671
• Title: Direct detection of quasiparticle tunneling with a charge-sensitive superconducting sensor coupled to a waveguide
• Title（参考訳）: 導波路に結合した電荷感受性超伝導センサによる準粒子トンネルの直接検出
• Authors: Kazi Rafsanjani Amin, Axel M. Eriksson, Mikael Kervinen, Linus Andersson, Robert Rehammar, Simone Gasparinetti,
• Abstract要約: 導波路に直接結合した超伝導量子ビットに基づく準粒子検出器を実証する。 マイクロ波トーンのコヒーレント散乱を求めることにより, クビット島の準粒子数パリティを直接測定する。 検出器量子ビットの平均占有量に応じて、0.8〜7rms-1$のトンネル速度を観測し、量子制限増幅器を使わずに10murms以下で時間分解能を得る。
• 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: Detecting quasiparticle tunneling events in superconducting circuits provides information about the population and dynamics of non-equilibrium quasiparticles. Such events can be detected by monitoring changes in the frequency of an offset-charge-sensitive superconducting qubit. This monitoring has so far been performed by Ramsey interferometry assisted by a readout resonator. Here, we demonstrate a quasiparticle detector based on a superconducting qubit directly coupled to a waveguide. We directly measure quasiparticle number parity on the qubit island by probing the coherent scattering of a microwave tone, offering simplicity of operation, fast detection speed, and a large signal-to-noise ratio. We observe tunneling rates between 0.8 and $7~\rm{s}^{-1}$, depending on the average occupation of the detector qubit, and achieve a temporal resolution below $10~\mu\rm{s}$ without a quantum-limited amplifier. Our simple and efficient detector lowers the barrier to perform studies of quasiparticle population and dynamics, facilitating progress in fundamental science, quantum information processing, and sensing.
• Abstract（参考訳）: 超伝導回路における準粒子トンネル現象の検出は、非平衡準粒子の集団とダイナミクスに関する情報を提供する。 このような事象は、オフセット電荷感受性超伝導量子ビットの周波数変化を監視して検出することができる。 このモニタリングはこれまでにラムゼー干渉計(英語版)がリードアウト共振器(英語版)に助けられている。 ここでは、導波路に直接結合した超伝導量子ビットに基づく準粒子検出器を実演する。 マイクロ波トーンのコヒーレント散乱を探索し,操作の単純さ,高速検出速度,信号対雑音比を大きくすることで,クビット島の準粒子数パリティを直接測定する。 検出器量子ビットの平均占有量に応じて、0.8から7〜7〜7〜6m{s}^{-1}$のトンネル速度を観測し、量子制限増幅器を使わずに、時間分解能を10〜10〜5m{s}$以下とする。 我々の単純で効率的な検出器は、準粒子の集団と力学の研究を行う障壁を低くし、基礎科学、量子情報処理、センシングの進歩を促進する。

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