論文の概要: Image-charge detection of electrons on helium in an on-chip trapping device

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.02779v1
• Date: Mon, 06 Jan 2025 05:49:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-07 17:05:30.033278
• Title: Image-charge detection of electrons on helium in an on-chip trapping device
• Title（参考訳）: オンチップトラップ装置におけるヘリウム上の電子の画像電荷検出
• Authors: Mikhail Belianchikov, Natalia Morais, Denis Konstantinov,
• Abstract要約: オンチップマイクロチャネルデバイスにおける超流動ヘリウム上のRydberg遷移の検出について報告する。 この感度は、単一の電子のリドベルク転移を検出する可能性を示し、非破壊的なスピン状態の読み出しのための新しい経路を開くことができる。
• 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 superfluid helium have been thought of as a useful resource for quantum computing. Such electrons show long coherence of their surface-bound (Rydberg) states combined with their easy electrostatic manipulation. Recent proposals explored the possibility of coupling the spin state of an electron and the state of its quantized motion with a promise of a highly scalable 2D architecture for a quantum computer. However, despite recent progress in the detection of quantized lateral motion of electrons using a circuit-QED setup, the manipulation of a small number of electrons and their quantum state detection remains a challenging problem. Here, we report on the detection of the Rydberg transition of electrons on superfluid helium in an on-chip microchannel device in which electrons are moved and trapped by a set of electrostatic gates. A highly sensitive image-charge detection system allows us not only to resolve the transition spectra of such electrons, but also to perform the device characterization. The demonstrated sensitivity shows the feasibility of detecting the Rydberg transition of a single electron, which can open a new pathway for a non-destructive spin-state readout.
• Abstract（参考訳）: 超流動ヘリウム表面に閉じ込められた電子は、量子コンピューティングの有用な資源として考えられてきた。 このような電子は、表面結合状態(リドベルク)の長いコヒーレンスと、簡単な静電気的操作を示す。 最近の提案では、電子のスピン状態と量子化された運動の状態を量子コンピュータの高度にスケーラブルな2Dアーキテクチャーの約束と結合する可能性について検討している。 しかし、回路QEDセットアップを用いた電子の量子化横運動の検出の最近の進歩にもかかわらず、少数の電子の操作とその量子状態検出は難しい問題である。 本稿では,超流動ヘリウム上の電子のリドバーグ転移の検出について報告する。 感度の高い画像電荷検出システムにより、そのような電子の遷移スペクトルを解消するだけでなく、装置の特性評価も行うことができる。 実証された感度は、単一の電子のリドベルク転移を検出する可能性を示し、非破壊的なスピン状態の読み出しのための新しい経路を開くことができる。

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