論文の概要: Sensing and Control of Single Trapped Electrons Above 1 Kelvin

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.03404v1
• Date: Wed, 04 Dec 2024 15:34:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-05 15:07:34.626858
• Title: Sensing and Control of Single Trapped Electrons Above 1 Kelvin
• Title（参考訳）: 1ケルビン以上の単一トラップ電子のセンシングと制御
• Authors: K. E. Castoria, N. R. Beysengulov, G. Koolstra, H. Byeon, E. O. Glen, M. Sammon, S. A. Lyon, J. Pollanen, D. G. Rees,
• Abstract要約: 超伝導コプラナー導波路共振器を用いて、ヘリウム表面下のゲート電極で定義された電子トラップの電荷状態を読み取る。 分散周波数シフトは、トラップが数十から1つの電子に電子を積んだときに観測される。 この敏感な電荷読み出し方式は、大規模量子プロセッサの開発に役立てることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Electrons trapped on the surface of cryogenic substrates (liquid helium, solid neon or hydrogen) are an emerging platform for quantum information processing made attractive by the inherent purity of the electron environment, the scalability of trapping devices and the predicted long lifetime of electron spin states. Here we demonstrate the spatial control and detection of single electrons above the surface of liquid helium at temperatures above 1 K. A superconducting coplanar waveguide resonator is used to read out the charge state of an electron trap defined by gate electrodes beneath the helium surface. Dispersive frequency shifts are observed as the trap is loaded with electrons, from several tens down to single electrons. These frequency shifts are in good agreement with our theoretical model that treats each electron as a classical oscillator coupled to the cavity field. This sensitive charge readout scheme can aid efforts to develop large-scale quantum processors that require the high cooling powers available in cryostats operating above 1 K.
• Abstract（参考訳）: 低温基板(液体ヘリウム、固体ネオンまたは水素)の表面に閉じ込められた電子は、電子環境の固有の純度、トラップ装置のスケーラビリティ、電子スピン状態の予測寿命によって魅力的な量子情報処理のための新興プラットフォームである。 超伝導コプラナー導波路共振器を用いて、ヘリウム表面下のゲート電極で定義された電子トラップの電荷状態を読み取る。 分散周波数シフトは、トラップが数十から1つの電子に電子を積んだときに観測される。 これらの周波数シフトは、それぞれの電子を空洞場に結合した古典振動子として扱う理論モデルとよく一致している。 この敏感な電荷読み出し方式は、1K以上で動作するクライオスタットで高冷却能力を必要とする大規模量子プロセッサの開発に役立てることができる。

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