論文の概要: Spin Environment of a Superconducting Qubit in High Magnetic Fields

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.03661v1
• Date: Tue, 07 Jan 2025 09:51:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-08 15:46:30.862480
• Title: Spin Environment of a Superconducting Qubit in High Magnetic Fields
• Title（参考訳）: 高温超伝導量子ビットのスピン環境
• Authors: S. Günzler, J. Beck, D. Rieger, N. Gosling, N. Zapata, M. Field, S. Geisert, A. Bacher, J. K. Hohmann, M. Spiecker, W. Wernsdorfer, I. M. Pop,
• Abstract要約: 量子非復号化リードアウトとアクティブフィードバックを備えた超伝導量子ビットは、情報エンジンとして使用できる。 グラニュラーアルミニウムナノ接合フラクソニウム(グラルモニウム)のスペクトルとコヒーレンスをTesla以外の分野に耐性を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Superconducting qubits equipped with quantum non-demolishing readout and active feedback can be used as information engines to probe and manipulate microscopic degrees of freedom, whether intentionally designed or naturally occurring in their environment. In the case of spin systems, the required magnetic field bias presents a challenge for superconductors and Josephson junctions. Here we demonstrate a granular aluminum nanojunction fluxonium qubit (gralmonium) with spectrum and coherence resilient to fields beyond one Tesla. Sweeping the field reveals a paramagnetic spin-1/2 ensemble, which is the dominant gralmonium loss mechanism when the electron spin resonance matches the qubit. We also observe a suppression of fast flux noise in magnetic field, suggesting the freezing of surface spins. Using an active state stabilization sequence, the qubit hyperpolarizes long-lived two-level systems (TLSs) in its environment, previously speculated to be spins. Surprisingly, the coupling to these TLSs is unaffected by magnetic fields, leaving the question of their origin open. The robust operation of gralmoniums in Tesla fields offers new opportunities to explore unresolved questions in spin environment dynamics and facilitates hybrid architectures linking superconducting qubits with spin systems.
• Abstract（参考訳）: 量子非除算の読み出しとアクティブフィードバックを備えた超伝導量子ビットは、意図的に設計されるか自然に発生するかに関わらず、微視的な自由度を探索し操作するための情報エンジンとして使用できる。 スピン系の場合、必要な磁場バイアスは超伝導体とジョセフソン接合の挑戦となる。 ここでは、スペクトルとコヒーレンスを持つグラニュラーアルミニウムナノ接合フラクソニウム(グラルモニウム)をTesla以外の分野に耐性を示す。 場のスウィーピングは常磁性スピン-1/2アンサンブル(英語版)を示し、これは電子スピン共鳴が量子ビットと一致するときに、支配的なグラモニウム損失機構である。 また、磁場中における高速フラックスノイズの抑制も観察し、表面スピンの凍結を示唆している。 アクティブ状態安定化シーケンスを用いて、クビット超分極は、スピンと推定される環境下で長寿命の2レベルシステム(TLS)を過分極する。 驚くべきことに、これらのTLSとの結合は磁場の影響を受けず、その起源に関する疑問が解き放たれる。 テスラフィールドにおけるグラモニウムのロバストな操作は、スピン環境力学における未解決の問題を探求する新たな機会を与え、超伝導量子ビットとスピン系をつなぐハイブリッドアーキテクチャを促進する。

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