論文の概要: Strong coupling of a microwave photon to an electron on helium

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.14506v1
• Date: Thu, 18 Sep 2025 00:38:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-19 17:26:53.011019
• Title: Strong coupling of a microwave photon to an electron on helium
• Title（参考訳）: マイクロ波光子とヘリウム上の電子との強いカップリング
• Authors: G. Koolstra, E. O. Glen, N. R. Beysengulov, H. Byeon, K. E. Castoria, M. Sammon, S. A. Lyon, D. G. Rees, J. Pollanen,
• Abstract要約: 共振器マイクロ波場と電子の運動量子状態との強い結合を初めて実証する。 これらの実験は、ヘリウムベースのスピン量子ビット上の電子の測定と制御への重要なステップである。
• 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: Electrons bound to the surface of superfluid helium have been proposed for scalable charge and spin-based quantum computing. However single electron quantum measurement in this system has remained elusive. Here we use a hybrid circuit quantum electrodynamic (cQED) device that comprises a quantum dot and a high-impedance superconducting resonator to demonstrate, for the first time, strong coupling between the resonator microwave field and the motional quantum state of the electron. We find a coupling strength between the electron motion and a resonator photon of $g/2\pi=118$ MHz, exceeding both the electron motional state decoherence and the resonator loss. These experiments open new avenues for investigating light-matter interaction at the single electron level, and are a key step towards measurement and control of electrons on helium-based spin qubits.
• Abstract（参考訳）: 超流動ヘリウムの表面に結合する電子は、スケーラブルな電荷とスピンベースの量子コンピューティングのために提案されている。 しかし、この系における単一電子量子測定は、いまだ解明されていない。 ここでは、量子ドットと高インピーダンス超伝導共振器からなるハイブリッド回路量子電磁力学(cQED)装置を用いて、共振器マイクロ波場と電子の運動量子状態との強い結合を初めて実証する。 電子運動と共振子光子の結合強度は$g/2\pi=118$MHzであり、電子運動状態のデコヒーレンスと共振子損失の両方を超える。 これらの実験は、単一電子レベルでの光-物質相互作用を研究するための新しい道を開き、ヘリウムベースのスピン量子ビット上での電子の測定と制御の鍵となるステップである。

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