論文の概要: Thermometry Based on a Superconducting Qubit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.02784v3
- Date: Thu, 20 Feb 2025 16:12:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-21 14:25:11.353235
- Title: Thermometry Based on a Superconducting Qubit
- Title（参考訳）: 超伝導量子ビットによる温度測定
- Authors: Dmitrii S. Lvov, Sergei A. Lemziakov, Elias Ankerhold, Joonas T. Peltonen, Jukka P. Pekola,
- Abstract要約: トランスモン量子ビットを用いた温度測定を,最初の3つのエネルギー準位の集団を検出することによって報告する。
量子ビットの有効温度を測定し,その緩和時間とコヒーレンス時間を特徴付ける。
本稿では, 量子ビット分布の数値モデルを提案し, 実験結果と比較した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: We report temperature measurements using a transmon qubit by detecting the population of its first three energy levels, after applying a sequence of $\pi$-pulses and performing projective dispersive readout. We measure the effective temperature of the qubit and characterize its relaxation and coherence times $\tau_{1,2}$ for three devices in the temperature range of $20-300$ mK. We analyze the process of qubit thermalization to its effective environment consisting of multiple heat baths and support it with experimental data. Signal-to-noise (SNR) ratio of the temperature measurement depends strongly on $\tau_1$, which drops at higher temperatures due to quasiparticle excitations, adversely affecting the measurements and setting an upper bound of the dynamic temperature range of the thermometer. The measurement relies on coherent dynamics of the qubit during the $\pi$-pulses. The effective qubit temperature follows closely that of the cryostat in the range of $100 - 250$ mK. We present a numerical model of the qubit population distribution and compare it favorably with the experimental results. Finally, we compare our technique with previous works on qubit thermometry and discuss its application prospects.
- Abstract（参考訳）: 本報告では,最初の3つのエネルギー準位を,$\pi$-pulsesのシーケンスを適用した後に検出し,プロジェクティブ・ディスパッシブ・リードアウトを行い,トランスモン量子ビットを用いた温度測定を行った。
量子ビットの有効温度を測定し、その緩和とコヒーレンス時間$\tau_{1,2}$を20-300$mKの温度範囲で測定する。
本研究では, キュービット熱化過程を複数の熱浴からなる有効環境に解析し, 実験データを用いて支援する。
温度測定の信号対雑音比(SNR)は、準粒子の励起により高温で降下する$\tau_1$に強く依存し、測定に悪影響を及ぼし、温度計の動的温度範囲の上界を設定する。
この測定は、$\pi$-pulsesの間、キュービットのコヒーレントダイナミクスに依存する。
有効量子ビット温度は、100 - 250$ mKの範囲のクライオスタットのそれに近い。
本稿では, 量子ビット分布の数値モデルを提案し, 実験結果と比較した。
最後に,本手法を従来のクビット温度測定法と比較し,適用可能性について考察する。
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