論文の概要: Quantum Parity Detectors: a qubit based particle detection scheme with meV thresholds for rare-event searches
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.17192v1
- Date: Mon, 27 May 2024 14:17:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-28 15:03:23.948021
- Title: Quantum Parity Detectors: a qubit based particle detection scheme with meV thresholds for rare-event searches
- Title（参考訳）: 量子パリティ検出器:希少探索のためのmeVしきい値を用いた量子ビット型粒子検出方式
- Authors: Karthik Ramanathan, John E. Parker, Lalit M. Joshi, Andrew D. Beyer, Pierre M. Echternach, Serge Rosenblum, Brandon J. Sandoval, Sunil R. Golwala,
- Abstract要約: 量子パリティ検出器(QPD)は、超伝導量子ビットの膨大な感度を利用して準粒子トンネル現象を検知する。
我々は,QPDの動作機構,ノイズ源,および予測感度を,電荷量子タイプと読み出し機構のスペクトルに基づいて明らかにした。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7806419532725035
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The next generation of rare-event searches, such as those aimed at determining the nature of particle dark matter or in measuring fundamental neutrino properties, will benefit from particle detectors with thresholds at the meV scale, 100-1000x lower than currently available. Quantum parity detectors (QPDs) are a novel class of proposed quantum devices that use the tremendous sensitivity of superconducting qubits to quasiparticle tunneling events as their detection concept. As envisioned, phonons generated by particle interactions within a crystalline substrate cause an eventual quasiparticle cascade within a surface patterned superconducting qubit element. This process alters the fundamental charge parity of the device in a binary manner, which can be used to deduce the initial properties of the energy deposition. We lay out the operating mechanism, noise sources, and expected sensitivity of QPDs based on a spectrum of charge-qubit types and readout mechanisms and detail an R&D pathway to demonstrating sensitivity to sub-eV energy deposits.
- Abstract（参考訳）: 粒子暗黒物質の性質を決定することや基本ニュートリノ特性を測定することを目的とした、次世代の希少物質探索は、現在より100-1000倍低いmeVスケールでしきい値を持つ粒子検出器の恩恵を受ける。
量子パリティ検出器(QPD)は、超伝導量子ビットの膨大な感度を利用して準粒子トンネル現象を検知する新しい種類の量子デバイスである。
想定されたように、結晶基板内の粒子相互作用によって生成されたフォノンは、表面パターンの超伝導量子ビット要素内で最終的に準粒子カスケードを引き起こす。
このプロセスはデバイスの基本電荷パリティを二進法で変更し、エネルギー沈着の初期特性を導出することができる。
我々は,QPDの動作機構,ノイズ源,および期待感度を,電荷量子ビット型および読み出し機構のスペクトルに基づいて明らかにし,サブeVエネルギ沈着に対する感度を示すためのR&D経路を詳述する。
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