論文の概要: Probing instantaneous quantum circuit refrigeration in the quantum regime

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.14219v1
• Date: Fri, 19 Jul 2024 11:38:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-22 17:44:33.980713
• Title: Probing instantaneous quantum circuit refrigeration in the quantum regime
• Title（参考訳）: 量子状態における瞬時量子回路冷却の探索
• Authors: Shuji Nakamura, Teruaki Yoshioka, Sergei Lemziakov, Dmitrii Lvov, Hiroto Mukai, Akiyoshi Tomonaga, Shintaro Takada, Yuma Okazaki, Nobu-Hisa Kaneko, Jukka Pekola, Jaw-Shen Tsa,
• Abstract要約: 量子回路冷凍機(QCR)は、量子系の励起集団を電気的に冷却することができる。 本研究では,量子状態における瞬時QCRを実証した。
• 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: Recent advancements in circuit quantum electrodynamics have enabled precise manipulation and detection of the single energy quantum in quantum systems. A quantum circuit refrigerator (QCR) is capable of electrically cooling the excited population of quantum systems, such as superconducting resonators and qubits, through photon-assisted tunneling of quasi-particles within a superconductor-insulator-normal metal junction. In this study, we demonstrated instantaneous QCR in the quantum regime. We performed the time-resolved measurement of the QCR-induced cooling of photon number inside the superconducting resonator by harnessing a qubit as a photon detector. From the enhanced photon loss rate of the resonator estimated from the amount of the AC Stark shift, the QCR was shown to have a cooling power of approximately 300 aW. Furthermore, even below the single energy quantum, the QCR can reduce the number of photons inside the resonator with 100 ns pulse from thermal equilibrium. Numerical calculations based on the Lindblad master equation successfully reproduced these experimental results.
• Abstract（参考訳）: 近年の量子力学の進歩により、量子系における単一エネルギー量子の正確な操作と検出が可能になった。 量子回路冷凍機(QCR)は、超伝導共振器や量子ビットなどの量子系の励起集団を、超伝導体-絶縁体-正規金属接合内の準粒子の光子支援トンネルにより電気的に冷却することができる。 本研究では,量子状態における瞬時QCRを実証した。 超伝導共振器内におけるQCR誘起光子数冷却の時間分解測定を行い, 量子ビットを光子検出器として利用した。 交流スタークシフト量から推定した共振器の光子損失率の増大から,QCRの冷却力は約300 aWであった。 さらに、単一エネルギー量子より下でも、QCRは熱平衡から100 nsのパルスで共振器内の光子の数を減少させることができる。 Lindbladマスター方程式に基づく数値計算は、これらの実験結果をうまく再現した。

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