論文の概要: Approaching the ultrastrong coupling regime between an Andreev level and a microwave resonator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.09243v1
- Date: Thu, 13 Feb 2025 11:59:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-14 13:44:28.331897
- Title: Approaching the ultrastrong coupling regime between an Andreev level and a microwave resonator
- Title（参考訳）: アンドレフレベルとマイクロ波共振器の超強結合状態へのアプローチ
- Authors: O. O. Shvetsov, A. Khola, V. Buccheri, I. P. C. Cools, N. Trnjanin, T. Kanne, J. Nygård, A. Geresdi,
- Abstract要約: ジョセフソン接合は半導体ナノワイヤで形成され、アンドレフ境界状態がホストされる。
アンドレーフ境界状態はナノスケールの弱いリンクに制限されているため、弱いリンクを流れる状態依存超電流を通して回路QEDアーキテクチャと結合する。
超伝導ループに埋め込まれたInAsナノワイヤ弱配線の作製とマイクロ波特性を実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Josephson junctions formed in semiconductor nanowires host Andreev bound states and serve as a physical platform to realize Andreev qubits tuned by electrostatic gating. With the Andreev bound state being confined to the nanoscale weak link, it couples to a circuit-QED architecture via the state-dependent supercurrent flowing through the weak link. Thus, increasing this coupling strength is a crucial challenge for this architecture. Here, we demonstrate the fabrication and microwave characterization of an InAs nanowire weak link embedded in a superconducting loop with a lumped-element resonator patterned from a thin NbTiN film with high kinetic inductance. We investigated several devices with various weak link lengths and performed spectroscopy of spin-degenerate and spin-orbit split Andreev bound states for the shorter and longer weak links, respectively. Our approach offers a compact geometry and a large resonator impedance above 12 k$\Omega$ at a resonator frequency of 8 GHz, which results in a measured coupling strength reaching 1.95 GHz to the Andreev level and 77 MHz to the Andreev spin. Our spectroscopic data are in good agreement with existing theoretical models and demonstrate ultrastrong coupling to the Andreev pair qubit with the coupling strength approaching the bare resonator and qubit frequencies.
- Abstract（参考訳）: 半導体ナノワイヤで形成されるジョセフソン接合はアンドリーフ境界状態を持ち、静電ゲーティングによって調整されたアンドリーフ量子ビットを実現する物理プラットフォームとして機能する。
アンドレーフ境界状態はナノスケールの弱いリンクに制限されているため、弱いリンクを流れる状態依存超電流を通して回路QEDアーキテクチャと結合する。
したがって、この結合強度を高めることは、このアーキテクチャにとって重要な課題である。
ここでは, 超伝導ループに埋め込まれたInAsナノワイヤの弱いリンクと, 高温のNbTiN薄膜から高速度インダクタンスでパターン化したラム素子共振器を作製し, マイクロ波特性を実証する。
各種の弱いリンク長を持つ複数のデバイスについて検討し, 短絡および長絡に対するスピン縮退およびスピン軌道分割Andreev境界状態の分光を行った。
提案手法は、12k$\Omega$以上の共振器の共振器周波数が8GHz以上で、Andreevレベルが1.95GHz、Andreevスピンが77MHzとなるようなコンパクトな形状と大きな共振器インピーダンスを提供する。
我々の分光データは既存の理論モデルとよく一致しており、素共振器と量子周波数に近づく結合強度とアンドレフ対量子ビットとの超強結合を示す。
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