論文の概要: High-efficiency microwave photodetection by cavity coupled double dots with single cavity-photon sensitivity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.03047v1
- Date: Wed, 5 Jun 2024 08:23:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-06 19:19:28.739706
- Title: High-efficiency microwave photodetection by cavity coupled double dots with single cavity-photon sensitivity
- Title（参考訳）: 単一共振器-光子感度を有する共振器結合二重点による高効率マイクロ波光検出
- Authors: Subhomoy Haldar, Harald Havir, Waqar Khan, Drilon Zenelaj, Patrick P. Potts, Sebastian Lehmann, Kimberly A. Dick, Peter Samuelsson, Ville F. Maisi,
- Abstract要約: 超伝導キャビティ結合二重量子ドット(DQD)フォトダイオードは、マイクロ波領域で最大25%の光子-電子変換効率を達成する。
より高品質な共振器でマイクロ波信号を100 aWの電力レベルまで測定し,共振器内で1光子ずつマイクロ波信号をプローブする感度を実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: We present a superconducting cavity-coupled double quantum dot (DQD) photodiode that achieves a maximum photon-to-electron conversion efficiency of 25% in the microwave domain. With a higher-quality-factor cavity and improved device design to prevent photon leakages through unwanted pathways, our device measures microwave signals down to 100 aW power level and achieves sensitivity to probe microwave signals with one photon at a time in the cavity. We analyze the photodiode operation using Jaynes-Cummings input-output theory, identifying the key improvements of stronger cavity-DQD coupling needed to achieve near-unity photodetection efficiency. The results presented in this work represent a crucial advancement toward near unity microwave photodetection efficiency with single cavity-photon sensitivity for studies of photon statistics in the microwave range and applications related to quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: 超伝導空洞結合型二重量子ドット(DQD)フォトダイオードをマイクロ波領域で最大25%の光子変換効率を実現する。
より高品質な共振器と改良されたデバイス設計により、不要な経路による光子漏れを防止するとともに、マイクロ波信号を100 aWの電力レベルまで測定し、共振器内で1つの光子でマイクロ波信号をプローブする感度を実現する。
我々はJaynes-Cummings入出力理論を用いて光ダイオード動作を解析し、ほぼ均一な光検出効率を実現するために必要なキャビティ-DQD結合の重要な改善点を特定した。
本研究の結果は、マイクロ波領域における光子統計学および量子情報処理に関する応用研究において、単一空洞光子感度による近距離マイクロ波光検出効率への重要な進歩を示すものである。
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