論文の概要: Charge and Flux Noise from Nonequilibrium Quasiparticle Energy Distributions in Superconducting Wires
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.21177v1
- Date: Tue, 30 Jul 2024 20:31:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-01 13:07:45.628441
- Title: Charge and Flux Noise from Nonequilibrium Quasiparticle Energy Distributions in Superconducting Wires
- Title（参考訳）: 超伝導線中の非平衡準粒子エネルギー分布からの電荷と磁束ノイズ
- Authors: José Alberto Nava Aquino, Rogério de Sousa,
- Abstract要約: ジョセフソン接合を横切る過剰な準粒子のトンネルは超伝導量子ビットにおける主要な損失とデコヒーレンス機構の1つとして認識されている。
ここでは,非平衡準粒子密度から生じる損失機構について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The quasiparticle density observed in low-temperature superconducting circuits is several orders of magnitude higher than the value expected at thermal equilibrium. The tunneling of this excess of quasiparticles across Josephson junctions is recognized as one of the main loss and decoherence mechanisms in superconducting qubits. Here we propose an additional loss mechanism arising from nonequilibrium quasiparticle densities: Ohmic loss due to quasiparticles residing in superconducting wires away from the junctions. Our theory leverages the recent experimental demonstration that the excess quasiparticles are in quasiequilibrium [T. Connolly et al., $\href{https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.217001}{Phys. Rev. Lett. {\bf 132}, 217001 (2024)}$] and uses a generalized fluctuation-dissipation theorem to predict the amount of charge and flux noise generated by them. We show that the resulting charge noise can be larger than dielectric loss due to amorphous two-level systems at frequencies in the MHz range, and find a logarithmic-in-frequency ``nearly white" contribution to flux noise that is comparable to the flux noise observed in experiments. This shows that wire-resident quasiparticles are a universal source of loss and decoherence even when the quasiparticles are far away from Josephson junctions.
- Abstract（参考訳）: 低温超伝導回路で観測される準粒子密度は、熱平衡で期待される値よりも数桁高い。
ジョセフソン接合部におけるこの過剰な準粒子のトンネルは超伝導量子ビットにおける主要な損失と脱コヒーレンス機構の1つとして認識されている。
ここでは,非平衡準粒子密度から生じる損失機構について述べる。
我々の理論は、過剰な準粒子が準平衡[T]にあるという最近の実験的証明を利用する。
Connolly et al , $\href{https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.217001}{Phys
レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・
bf 132}, 217001 (2024)}$] で、一般化されたゆらぎ散逸定理を用いて、それらによって生じる電荷とフラックスノイズの量を予測する。
その結果、MHz帯における非晶質2レベル系による誘電体損失よりも大きい電荷雑音が得られ、実験で観測されたフラックスノイズに匹敵する「近白色」の対数的寄与が得られた。
このことは、準粒子がジョセフソン接合から遠く離れている場合でも、ワイヤー抵抗準粒子が損失と脱コヒーレンスの普遍的な源であることが示される。
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