論文の概要: Revealing spin-flip two-level systems using ultra-thin film superconducting resonators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.15856v1
• Date: Fri, 20 Dec 2024 12:49:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-23 16:22:49.217853
• Title: Revealing spin-flip two-level systems using ultra-thin film superconducting resonators
• Title（参考訳）: 超薄膜超伝導共振器を用いたスピンフリップ2レベル系の開発
• Authors: Zi-Qing Huang, Shu-Kun Ye, Yong-Qiang Xu, Tian-Yi Jiang, Tian-Yue Hao, Bao-Chuan Wang, Xiang-Xiang Song, Hai-Ou Li, Guang-Can Guo, Gang Cao, Guo-Ping Guo,
• Abstract要約: 物質障害は固体量子デバイスにおけるノイズと損失の主な原因である。 本研究では, 超薄型TiN超伝導共振器を用いて, 異常TLS挙動を明らかにする。 スピン-フリップTLSモデルは、欠陥スピンから不均一な局所磁場によって効果的なスピン-軌道結合を生成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.9216886385274647
• License:
• Abstract: Material disorders are one of the major sources of noise and loss in solid-state quantum devices, whose behaviors are often modeled as two-level systems (TLSs) formed by charge tunneling between neighboring sites. However, the role of their spins in tunneling and its impact on device performance remain highly unexplored. In this work, employing ultra-thin TiN superconducting resonators, we reveal anomalous TLS behaviors by demonstrating an unexpected increase in resonant frequency at low magnetic fields. Furthermore, a spin-flip TLS model is proposed, in which an effective spin-orbit coupling is generated by inhomogeneous local magnetic fields from defect spins. This mechanism mixes charge tunnelings and spin flips, quantitatively reproducing the observed frequency-field relationship and its temperature dependence. This work deepens the understanding of spin-dependent TLS behaviors, offering the possibility of magnetically engineering noise and loss in solid-state quantum devices.
• Abstract（参考訳）: 物質障害は固体量子デバイスにおけるノイズと損失の主な原因の1つであり、その振舞いは近隣の場所で電荷トンネルによって形成される2レベルシステム(TLS)としてモデル化されることが多い。 しかし、トンネルにおけるスピンの役割と装置の性能への影響は、まだ明らかにされていない。 本研究では,極薄TiN超伝導共振器を用いて低磁場下での共振周波数の予期せぬ増加を示すことで,TLSの異常な挙動を明らかにする。 さらに、スピンフリップTLSモデルを提案し、欠陥スピンから不均一な局所磁場によって効果的なスピン軌道結合が生成される。 この機構は電荷トンネルとスピンフリップを混合し、観測された周波数-磁場の関係とその温度依存性を定量的に再現する。 この研究はスピン依存TLS挙動の理解を深め、固体量子デバイスにおける磁気工学的なノイズと損失の可能性を提供する。

関連論文リスト

• Loss and decoherence in superconducting circuits on silicon: Insights from electron spin resonance [0.0]
  量子計算や量子センシング用途に用いられる固体デバイスは、突発的で帯電した2レベルシステム(TLS)と非磁性スピンによる損失とノイズに悪影響を及ぼす。 我々は、窒化ニオブ(NbN)超伝導共振器を用いたオンチップ電子スピン共鳴法を用いて、シリコンの表面スピンと後表面処理の効果を研究する。 表面処理後のスピンの総密度の3倍から5倍の減少を観察し、量子系における損失と脱コヒーレンスを緩和する手法の開発においてESR分光法の有効性を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-06T10:53:59Z)
• Quantum acoustic Fano interference of surface phonons [0.0]
  本研究では、超伝導量子ビットに結合したSAW共振器からなるシステムにおいて、表面フォノンの広い連続性を有する共振型圧電面音響波(SAW)モードのファノ干渉を明らかにする。 この実験は、量子情報処理への応用のために提案された量子音響アーキテクチャにおいて、さらに弱い結合の機械モードの存在と、量子ビット-フォノン相互作用への影響を強調し、音波干渉の重要性を浮き彫りにした。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-02T17:58:44Z)
• Emergence of highly coherent quantum subsystems of a noisy and dense spin system [0.0]
  量子センサと量子ビットは通常2レベルシステム(TLS)であり、古典ビットの量子アナログでバイナリ値 '0' や '1' を仮定する。 我々は, 高密度TLSネットワークをうるさい核スピン浴で利用するために, ホッピングから揺らぎ支配への相互作用を生かすことができることを示した。 我々の研究は、量子センサーと量子ビットの探索スペースを拡大し、密度の高い乱れた材料にクラスターを組み込む。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-03T15:39:55Z)
• Phononic bath engineering of a superconducting qubit [0.0]
  フォノンへの意図しない結合は超伝導量子ビット系の相関誤差を引き起こす。 本研究では, 超伝導量子ビットを圧電体表面波フォノンの浴槽に結合させることにより, オープン量子系を調査するための新しいプラットフォームが実現可能であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-15T20:14:16Z)
• Probing dynamics of a two-dimensional dipolar spin ensemble using single qubit sensor [62.997667081978825]
  ダイヤモンド結晶表面上の電子スピンの2次元アンサンブルにおける個々のスピンダイナミクスを実験的に検討した。 この不規則に緩やかな緩和速度は、強い力学障害の存在によるものであることを示す。 我々の研究は、強く相互作用する無秩序なスピンアンサンブルにおける量子熱化の微視的研究と制御への道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-21T18:00:17Z)
• Stabilizing and improving qubit coherence by engineering noise spectrum of two-level systems [52.77024349608834]
  超伝導回路は量子コンピューティングの主要なプラットフォームである。 アモルファス酸化物層内の電荷変動器は、低周波1/f$の電荷ノイズと高周波誘電損失の両方に寄与する。 本稿では,TLS雑音スペクトル密度の工学的手法により,有害な影響を軽減することを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-21T18:37:38Z)
• Experimentally revealing anomalously large dipoles in a quantum-circuit dielectric [50.591267188664666]
  眼鏡に固有の2レベルシステム(TLS)は、現代の多くの量子デバイスにおいてデコヒーレンスを誘導する。 2つの異なるTLSのアンサンブルの存在を示し、フォノンと弱く強く相互作用する。 その結果, アモルファス固体の低温特性に新たな光を放つことができた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-20T19:42:22Z)
• Frequency fluctuations of ferromagnetic resonances at milliKelvin temperatures [50.591267188664666]
  ノイズはデバイスの性能、特に量子コヒーレント回路に有害である。 最近の研究は、超伝導量子ビットへの単一のマグノンをベースとした量子技術にマグノンシステムを活用するためのルートを実証している。 時間的挙動を研究することは、基礎となるノイズ源を特定するのに役立つ。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-14T08:00:37Z)
• Quantum Sensors for Microscopic Tunneling Systems [58.720142291102135]
  トンネル2層系(TLS)は超伝導量子ビットなどのマイクロファブリック量子デバイスにおいて重要である。 本稿では,薄膜として堆積した任意の材料に個々のTLSを特徴付ける手法を提案する。 提案手法は, トンネル欠陥の構造を解明するために, 量子材料分光の道を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-29T09:57:50Z)
• Probing the coherence of solid-state qubits at avoided crossings [51.805457601192614]
  本研究では,核スピン浴と相互作用する常磁性欠陥の量子力学について検討した。 提案された理論的アプローチは、第一原理からスピン量子ビットのコヒーレンス特性を設計する方法を舗装する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-10-21T15:37:59Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。