論文の概要: Magnetically induced Josephson nano-diodes in field-resilient superconducting microwave circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.16727v1
- Date: Thu, 20 Nov 2025 19:00:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-24 18:08:18.780555
- Title: Magnetically induced Josephson nano-diodes in field-resilient superconducting microwave circuits
- Title（参考訳）: 磁場抵抗超伝導マイクロ波回路における磁気誘起ジョセフソンナノダイオード
- Authors: Benedikt Wilde, Mohamad Kazouini, Timo Kern, Kevin Uhl, Christoph Füger, Dieter Koelle, Reinhold Kleiner, Daniel Bothner,
- Abstract要約: 我々は,数百mTまでの磁場中におけるナノ拘束量子干渉計を集積したニオブ系回路について検討した。
実験では、回路のバイアス-フラックス応答において、予期せず、顕著な磁場誘起非対称性が示される。
ダイオード状態では、回路カーの非線形性は周波数でバイモーダルであり、バイアス-フラックス-アシンメトリーの代替説明を排除している。
- 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: The development of nonlinear and frequency-tunable superconducting microwave circuits for operation in large magnetic fields is of high relevance for hybrid quantum systems such as spin resonance spectrometers, microwave quantum magnonics, dark matter axion detectors or flux-mediated optomechanics. With these exciting perspectives in mind, we investigate niobium-based circuits with integrated nano-constriction quantum interferometers in magnetic in-plane fields up to several hundred mT. Our experiments reveal an unexpected and pronounced field-induced asymmetry in the bias-flux response of the circuits, which is demonstrated to originate from a field-induced Josephson-diode effect within the nano-constrictions and which considerably enhances the circuit figures of merit in a magnetic field. An intuitive macroscopic Josephson-diode model attributes the effect to inhomogeneous constriction properties and provides us with the diode current-phase relation as a function of the in-plane field. Finally, we demonstrate that in the diode-state the circuit Kerr nonlinearity is bimodal in frequency, not only eliminating alternative explanations for the bias-flux-asymmetries but also being potentially useful for quantum circuit applications. Overall, our report underlines that niobium nano-constriction circuits belong to the most promising candidates for high-field hybrid quantum systems and reveals the untapped potential of combining Josephson nano-diodes with microwave quantum circuits.
- Abstract（参考訳）: 大型磁場下での動作のための非線形および周波数可変超伝導マイクロ波回路の開発は、スピン共鳴分光器、量子マグノニクス、ダークマター・アクシオン検出器、フラックス媒介光力学などのハイブリッド量子システムに高い関連性を持つ。
これらのエキサイティングな視点を念頭に置いて,数百mTまでの磁場中におけるナノ拘束量子干渉計を集積したニオブ系回路について検討した。この実験により,回路のバイアス-フラックス応答における予期せぬ場誘起非対称性が明らかとなった。
直感的なマクロスコピック・ヨーゼフソン・ダイオードモデル(英語版)は、不均一な収縮特性に作用し、平面内場の関数としてダイオード電流-位相関係を与える。
最後に、ダイオード状態において、Kerr非線形性は周波数のバイモーダルであり、バイアス-流束-対称性の代替説明を除去するだけでなく、量子回路への応用にも有用であることを示す。
我々の報告は、ニオブナノ収縮回路が高磁場ハイブリッド量子系の最も有望な候補であり、ジョゼフソンナノダイオードとマイクロ波量子回路を結合する未解決の可能性を明らかにしている。
関連論文リスト
- Josephson bifurcation readout: beyond the monochromatic approximation [49.1574468325115]
弱非線形超伝導共振回路に基づく分岐量子検出器の特性を解析する。
この回路は超伝導量子ビットの量子状態の効率的な検出器として機能する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-25T22:22:37Z) - Extracting the current-phase-relation of a monolithic three-dimensional
nano-constriction using a DC-current-tunable superconducting microwave cavity [0.0]
モノリシックに集積されたネオンイオンビームパターンの3Dナノ収縮を有するニオブマイクロ波空洞について述べる。
設計により、直流電流可変マイクロ波回路を取得し、バイアス電流依存性の収縮特性が共振器共鳴に与える影響を特徴づける。
我々のプラットフォームはマイクロ波回路に統合された非線形要素を包括的に特徴付けるのに有用な方法を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-15T19:02:49Z) - Junction-free microwave two-mode radiation from a kinetic inductance
nanowire [0.3413711585591077]
NbNパターンの超伝導ナノワイヤ共振器において, 4波混合による2モード圧縮状態の生成を示す。
運動インダクタンスに基づくマイクロ波パラメトリックソースは、潜在的な応用範囲の拡大を約束する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-04T02:10:44Z) - Niobium Quantum Interference Microwave Circuits with Monolithic
Three-Dimensional (3D) Nanobridge Junctions [0.0]
本稿では,3次元ナノブリッジ型超伝導量子干渉デバイスを用いた超伝導ニオブマイクロ波共振器の実現について述べる。
結果は、マグノンやスピンアンサンブルのようなハイブリッド系やフラックスを介する光学系にこれらの回路を適用する大きな可能性を示している。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-25T17:31:49Z) - Singlet-doublet transitions of a quantum dot Josephson junction detected
in a transmon circuit [2.610856432667959]
トランモン転移スペクトルのマイクロ波分光により、量子ドットの基底状態パリティを探索することができる。
その結果、半導体ベースの$0-pi$ qubitsとAndreev qubitsの実現が容易となった。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-25T15:20:55Z) - Near-Field Terahertz Nanoscopy of Coplanar Microwave Resonators [61.035185179008224]
超伝導量子回路は、主要な量子コンピューティングプラットフォームの一つである。
超伝導量子コンピューティングを実用上重要な点に進めるためには、デコヒーレンスに繋がる物質不完全性を特定し、対処することが重要である。
ここでは、テラヘルツ走査近接場光学顕微鏡を用いて、シリコン上の湿式エッチングアルミニウム共振器の局所誘電特性とキャリア濃度を調査する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-24T11:06:34Z) - A low-loss ferrite circulator as a tunable chiral quantum system [108.66477491099887]
単結晶イットリウム鉄ガーネット(YIG)を3次元キャビティ内に構築した低損失導波管循環器を実演した。
超伝導ニオブキャビティとキラル内部モードのコヒーレントカップリングについて述べる。
また、この系の有効非エルミート力学とその有効非相互固有値についても実験的に検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-21T17:34:02Z) - Spin Entanglement and Magnetic Competition via Long-range Interactions
in Spinor Quantum Optical Lattices [62.997667081978825]
超低温物質中における空洞を介する長距離磁気相互作用と光学格子の効果について検討した。
競合シナリオを導入しながら,グローバルな相互作用がシステムの根底にある磁気特性を変化させていることが判明した。
これにより、量子情報目的のためのロバストなメカニズムの設計に向けた新しい選択肢が可能になる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-16T08:03:44Z) - Waveguide Bandgap Engineering with an Array of Superconducting Qubits [101.18253437732933]
局所周波数制御による8つの超伝導トランスモン量子ビットからなるメタマテリアルを実験的に検討した。
極性バンドギャップの出現とともに,超・亜ラジカル状態の形成を観察する。
この研究の回路は、1ビットと2ビットの実験を、完全な量子メタマテリアルへと拡張する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-05T09:27:53Z) - Circuit Quantum Electrodynamics [62.997667081978825]
マクロレベルの量子力学的効果は、1980年代にジョセフソン接合型超伝導回路で初めて研究された。
過去20年間で、量子情報科学の出現は、これらの回路を量子情報プロセッサの量子ビットとして利用するための研究を強化してきた。
量子電磁力学(QED)の分野は、今では独立して繁栄する研究分野となっている。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-26T12:47:38Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。