論文の概要: An Effective Reflection Mode Measurement for Hanger-Coupled Microwave Resonators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.14394v1
- Date: Fri, 18 Jul 2025 22:53:56 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-22 20:51:31.873284
- Title: An Effective Reflection Mode Measurement for Hanger-Coupled Microwave Resonators
- Title（参考訳）: ハンガー結合マイクロ波共振器の有効反射モード測定
- Authors: John R. Pitten, Nicholas Materise, Wei-Ren Syong, Jorge Ramirez, Douglas Bennett, Corey Rae H. McRae,
- Abstract要約: 超伝導マイクロ波共振器は超伝導量子デバイスにおける2レベル系(TLS)損失の研究に用いられる。
直径補正法における非零非対称性角$phi$を特徴とするファノ非対称性は、これらのデバイスを測定するために用いられるカップリングスキームから生じる。
共振器の共振モード励起に付随する固有値は、ファノ非対称性を持たない有効反射モード(ERM)であることが示される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Superconducting microwave resonators are used to study two-level system (TLS) loss in superconducting quantum devices. Fano asymmetry, characterized by a nonzero asymmetry angle $\phi$ in the diameter correction method (DCM), results from the coupling schemes used to measure these devices, including the commonly used hanger method. $\phi$ is an additional fitting parameter which contains no physically interesting information and can obscure device parameters of interest. The tee-junction symmetry nominally present in these resonator devices provides an avenue for the elimination of Fano asymmetry using calibrated measurement. We show that the eigenvalue associated with the common mode excitation of the resonator is an effective reflection mode (ERM) which has no Fano asymmetry. Our analysis reveals the cause of Fano asymmetry as interference between common and differential modes. Practically, we obtain the ERM from a linear combination of calibrated reflection and transmission measurements. We utilize a 3D aluminum cavity to experimentally demonstrate the validity and flexibility of this model. To extend the usefulness of this symmetry analysis, we apply perturbation theory to recover the ERM in a multiplexed coplanar waveguide resonator device and experimentally demonstrate quantitative agreement in the extracted $Q_i^{-1}$ between hanger mode and ERM measurements. We observe a five-fold reduction in uncertainty from the ERM compared to the standard hanger mode at the lowest measured power, -160 dBm delivered to the device. This method could facilitate an increase in throughput of low-power superconducting resonator measurements by up to a factor of 25, as well as allow the extraction of critical parameters from otherwise unfittable device data.
- Abstract（参考訳）: 超伝導マイクロ波共振器は超伝導量子デバイスにおける2レベル系(TLS)損失の研究に用いられる。
直径補正法(DCM)における非零非対称性角$\phi$を特徴とするファノ非対称性は、一般的なハンガー法を含むこれらの装置を測定するために用いられるカップリングスキームから生じる。
$\phi$は、物理的に興味深い情報を含まない追加のフィッティングパラメータであり、興味のあるデバイスパラメータを曖昧にすることができる。
これらの共振器デバイスに特有に存在するティージャンクション対称性は、キャリブレーション測定を用いたファノ非対称性の除去の道を提供する。
共振器の共振モード励起に付随する固有値は、ファノ非対称性を持たない有効反射モード(ERM)であることが示される。
本分析では, ファノ非対称性の原因を, 共通モードと微分モードの干渉として明らかにした。
実用的には、校正反射と透過測定の線形結合からERMを得る。
本モデルの有効性と柔軟性を実験的に実証するために, 3次元アルミニウム空洞を用いた。
この対称性解析の有用性を高めるために、多重コプラナー導波管共振器装置におけるERMの回復に摂動理論を適用し、抽出した$Q_i^{-1}$におけるハンガーモードとERM測定の定量的な一致を実験的に実証する。
装置に供給される最低出力-160dBmのハンガーモードと比較して,ERMの5倍の不確かさを観測した。
この方法は、低消費電力超伝導共振器測定のスループットを最大25倍に向上させ、他の不適合なデバイスデータから臨界パラメータを抽出できるようにする。
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