論文の概要: Microwave-Induced Cooling in Double Quantum Dots: Achieving Millikelvin Temperatures to Reduce Thermal Noise around Spin Qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.12024v2
- Date: Fri, 30 Aug 2024 21:55:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-04 16:32:02.562905
- Title: Microwave-Induced Cooling in Double Quantum Dots: Achieving Millikelvin Temperatures to Reduce Thermal Noise around Spin Qubits
- Title(参考訳): ダブル量子ドットにおけるマイクロ波誘起冷却:スピン量子ビット付近の熱雑音低減のためのミルライルビン温度の達成
- Authors: Daryoosh Vashaee, Jahanfar Abouie,
- Abstract要約: ゲート定義量子ドットにおけるスピン量子ビットは、そのスケーラビリティと長いコヒーレンス時間のために、主要な技術として出現している。
これらの量子ビットを極低温に保つには、通常複雑な低温システムが必要である。
本稿では,マイクロ波誘起状態分散とフォノンフィルタを用いた新しいゲート定義二重量子ドット (DQD) 冷却システムを提案する。
- 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: Spin qubits in gate-defined quantum dots are emerging as a leading technology due to their scalability and long coherence times. However, maintaining these qubits at ultra-low temperatures typically requires complex cryogenic systems. This paper proposes a novel gate-defined double quantum dot (DQD) cooling system using microwave-induced state depopulation and phonon filtering to achieve local temperatures below 10 mK at a bath temperature of 1 K. The system utilizes microwave-induced state depopulation and phonon filtering, combined with fast cyclic detuning of the quantum dot on-site energies and Rabi oscillations, to efficiently transfer thermal populations to the ground state, thereby surpassing natural thermal transition rates. The cooling cycle involves adjusting gate potentials to drive the system through adiabatic and diabatic transitions, complemented by microwave pulses resonant with specific energy level differences. This mechanism continuously pumps the population from excited states into the ground state, effectively reducing the system's temperature. Numerical calculations demonstrate the feasibility of achieving these low local temperatures, with detailed analysis showing the sensitivity of cooling performance to detuning energy, magnetic field strength, and diabatic return time.
- Abstract(参考訳): ゲート定義量子ドットにおけるスピン量子ビットは、そのスケーラビリティと長いコヒーレンス時間のために、主要な技術として出現している。
しかし、これらの量子ビットを極低温に保つには、通常複雑な低温システムが必要である。
本稿では,マイクロ波誘起状態分解とフォノン濾過を併用した新しい二重量子ドット(DQD)冷却システムを提案する。このシステムはマイクロ波誘起状態分解とフォノンフィルタリングを利用し,量子ドットのオンサイトエネルギーとラビ振動を高速に循環分解することで,熱集団を地中へ効率よく移動させ,自然熱遷移速度を超過する。
冷却サイクルは、特定のエネルギーレベルの違いに共鳴するマイクロ波パルスによって補う、断熱的および双葉的遷移を通じてシステムを駆動するゲート電位を調整することを含む。
この機構は、励起状態から基底状態へと人口を継続的に汲み上げ、システムの温度を効果的に下げる。
数値計算により, 冷却性能が劣化エネルギー, 磁場強度, ダイアバティック・リターン時間に敏感であることを示す。
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