論文の概要: Decoherence of surface phonons in a quantum acoustic system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.03005v2
- Date: Wed, 19 Feb 2025 19:25:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-21 14:25:10.779662
- Title: Decoherence of surface phonons in a quantum acoustic system
- Title（参考訳）: 量子音響系における表面フォノンのデコヒーレンス
- Authors: Camryn Undershute, Joseph M. Kitzman, Camille A. Mikolas, Johannes Pollanen,
- Abstract要約: 超伝導トランスモン量子ビットに強く結合した表面音響波(SAW)共振器に閉じ込められたフォノンのデコヒーレンスについて検討した。
表面の音速エネルギー減衰速度は$kappa_1/2pi=480$kHz、純粋に$kappa_phi/2pi=180$kHzである。
本稿では,SAW系量子音響デバイスにおけるデコヒーレンスの発生源と今後の量子音響散逸技術実験への応用について論じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Phononic resonators are becoming increasingly important in quantum information science, both for applications in quantum computing, communication and sensing, as well as in experiments investigating fundamental physics. Here, we study the decoherence of phonons confined in a surface acoustic wave (SAW) resonator strongly coupled ($g/2\pi\approx 9$ MHz) to a superconducting transmon qubit. By comparing experimental data with numerical solutions to the Markovian master equation, we report a surface phononic energy decay rate of $\kappa_1/2\pi=480$ kHz and a pure dephasing rate of $\kappa_{\phi}/2\pi=180$ kHz. These rates are in good agreement with the level of decoherence we extract from qubit-assisted spectroscopic measurements of the SAW resonator. We additionally find that the timescales over which coherent driven dynamics and decoherence occur are comparable, highlighting the need to model the composite device as an open quantum system. We discuss possible sources of decoherence in SAW-based quantum acoustic devices and the application of these devices in future quantum acoustic dissipation engineering experiments. The decoherence characterization techniques we employ are broadly applicable for investigating and benchmarking the effects of loss and dephasing on mechanical resonators in the quantum regime.
- Abstract（参考訳）: 音波共振器は、量子コンピューティング、通信、センシング、および基礎物理学の研究において、量子情報科学においてますます重要になっている。
本稿では, 表面音響波(SAW)共振器に閉じ込められたフォノン(g/2\pi\approx 9$ MHz)の超伝導トランスモン量子ビットへのデコヒーレンスについて検討する。
実験データとマルコフマスター方程式の数値解を比較することにより、表面音速エネルギー減衰速度は$\kappa_1/2\pi=480$kHz、純粋な劣化速度は$\kappa_{\phi}/2\pi=180$kHzと報告する。
これらの値は、量子ビット支援型SAW共振器の分光測定から抽出したデコヒーレンスレベルとよく一致している。
さらに、コヒーレント駆動力学とデコヒーレンスが生じる時間スケールは同等であり、複合デバイスをオープン量子システムとしてモデル化する必要性を強調している。
本稿では,SAW系量子音響デバイスにおけるデコヒーレンスの発生源と今後の量子音響散逸技術実験への応用について論じる。
私たちが採用しているデコヒーレンス特性評価技術は、量子状態における機械的共振器に対する損失とデフォーカスの影響の調査とベンチマークに広く応用されている。
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