論文の概要: A fluxonium qubit-based hybrid electromechanical system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.17105v1
- Date: Sat, 23 Aug 2025 18:29:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-26 18:43:45.344428
- Title: A fluxonium qubit-based hybrid electromechanical system
- Title（参考訳）: フラキソニウムをベースとしたハイブリッド電気機械システム
- Authors: Roson Nongthombam, Anshika Ranjan, Amarendra K. Sarma, Vibhor Singh,
- Abstract要約: 超伝導フラクソニウム量子ビットは、数MHzから数GHzの遷移周波数で高度に調整可能なエネルギーレベル構造を示す。
本研究では, 浮遊機械共振器に結合したフラキソニウム量子ビットからなるフラキソナブル電気機械システムについて理論的に検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Superconducting fluxonium qubits show a highly tunable energy-level structure, with transition frequencies spanning from a few MHz to few GHz. This range is well-aligned to the operational frequencies of highly coherent micro- and nano-mechanical resonators, making fluxonium an at- tractive candidate for hybrid electromechanical systems. In this work, we theoretically investigate a flux-tunable electromechanical system consisting of a fluxonium qubit coupled to a suspended mechanical resonator. The coupling arises from the motion-induced modulation of magnetic flux through the fluxonium loop, enabling both transverse and longitudinal electromechanical interac- tions that are tunable via external magnetic fields. By optimizing the design parameters of the fluxonium qubit, we demonstrate the feasibility of achieving strong resonant single-photon coupling near the flux-frustration point. We analyze the system dynamics across different coupling regimes, identifying signatures of electromagnetically induced transparency (EIT) in the longitudinal regime and mode splitting in the transverse regime. Additionally, we show that ground-state preparation of both subsystems is possible through sideband cooling of the mechanical resonator. These results suggest that a fluxonium-based hybrid electromechanical device could be a promising platform for studying macroscopic quantum phenomena and for applications in quantum technology.
- Abstract（参考訳）: 超伝導フラクソニウム量子ビットは、数MHzから数GHzの遷移周波数で高度に調整可能なエネルギーレベル構造を示す。
この範囲は、高コヒーレントなマイクロメカニカル共振器とナノメカニカル共振器の動作周波数とよく一致しており、フラクソニウムはハイブリッド電気機械システムの牽引候補となる。
本研究では, 浮遊機械共振器に結合したフラキソニウム量子ビットからなるフラキソナブル電気機械システムについて理論的に検討する。
この結合はフラクソニウムループによる磁束の運動誘起変調から生じ、外部磁場を介して調整可能な横方向および縦方向の電気機械間イオンの両方を可能にする。
フラクソニウム量子ビットの設計パラメータを最適化することにより、フラックスフラストレーション点付近での強い共鳴単光子結合の実現可能性を示す。
我々は, 異なる結合状態における系力学を解析し, 縦方向の電磁誘導透過(EIT)と横方向のモード分割のシグネチャを同定する。
さらに, 機械共振器のサイドバンド冷却により, 両サブシステムの地中処理が可能となることを示す。
これらの結果は、フラキソニウムをベースとしたハイブリッド電気機械装置は、マクロ的な量子現象の研究や量子技術への応用に有望なプラットフォームになり得ることを示唆している。
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