論文の概要: Thermal spectrometer for superconducting circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.13417v1
• Date: Fri, 20 Sep 2024 11:30:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-11-07 07:17:49.101980
• Title: Thermal spectrometer for superconducting circuits
• Title（参考訳）: 超伝導回路の熱分光計
• Authors: Christoforus Dimas Satrya, Yu-Cheng Chang, Rishabh Upadhyay, Ilari K. Makinen, Joonas T. Peltonen, Bayan Karimi, Jukka P. Pekola,
• Abstract要約: 超伝導回路の特性を調べるため, 熱分光計の簡単なdc測定を行った。 共振器内のマイクロ波光子のごく一部はオンチップボルメータによって吸収され、測定可能な温度上昇をもたらす。 単純なdc測定である実演方式は、200GHzまでの広帯域を有する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.439115146212617
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Superconducting circuits provide a versatile and controllable platform for studies of fundamental quantum phenomena as well as for quantum technology applications. A conventional technique to read out the state of a quantum circuit or to characterize its properties is based on rf measurement schemes involving costly and complex instrumentation. Here we demonstrate a simple dc measurement of a thermal spectrometer to investigate properties of a superconducting circuit, in this proof-of-concept experiment a coplanar waveguide resonator. A fraction of the microwave photons in the resonator is absorbed by an on-chip bolometer, resulting in a measurable temperature rise. By monitoring the dc signal of the thermometer due to this process, we are able to determine the resonance frequency and the lineshape (quality factor) of the resonator. The demonstrated scheme, which is a simple dc measurement, has a wide band up to 200 GHz, well exceeding that of the typical rf spectrometer. Moreover, the thermal measurement yields a highly frequency independent reference level of the Lorentzian absorption signal, unlike the conventional rf measurement. In the low power regime, the measurement is fully calibration-free. Our technique thus offers an alternative spectrometer for quantum circuits, which is in many ways superior with respect to conventional methods.
• Abstract（参考訳）: 超伝導回路は、基本量子現象の研究や量子技術応用のための多用途で制御可能なプラットフォームを提供する。 量子回路の状態を読み出し、その特性を特徴づける従来の手法は、高価で複雑な計装を含むrf測定方式に基づいている。 本稿では、コプラナー導波路共振器を用いた概念実証実験において、超伝導回路の特性を調べるための熱分光計の簡単なdc測定を実演する。 共振器内のマイクロ波光子のごく一部はオンチップボルメータによって吸収され、測定可能な温度上昇をもたらす。 このプロセスによる温度計のdc信号のモニタリングにより、共振器の共振周波数とラインシェイプ(品質係数)を決定することができる。 実証されたスキームは、単純なdc測定であり、200GHzまでの広帯域を持ち、典型的なrf分光計よりかなり優れている。 さらに、熱測定は従来のrf測定とは異なり、ローレンツ吸収信号の高周波数独立基準レベルが得られる。 低出力状態では、測定は完全にキャリブレーションフリーである。 そこで本手法は,従来の手法よりも多くの点で優れている量子回路の代替分光器を提供する。

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