論文の概要: Understanding multiscale disorder in superconducting nanowire single photon detectors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.23277v1
- Date: Fri, 30 Jan 2026 18:48:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-02 18:28:15.62089
- Title: Understanding multiscale disorder in superconducting nanowire single photon detectors
- Title（参考訳）: 超伝導ナノワイヤ単光子検出器におけるマルチスケール障害の理解
- Authors: Nirjhar Sarkar, Ronan Gourgues, Yueh-Chun Wu, Chengyun Hua, Katyayani Seal, Andreas Fognini, Steven Randolph, Eugene Dumitrescu, Gabor B. Halasz, Benjamin Lawrie,
- Abstract要約: 超伝導ナノワイヤ単光子検出器は、量子情報科学における応用の中心である。
しかし、それらの性能は、よく理解されていない障害や電気力学的不均一性の影響によって制限されている。
直流輸送, 暗数測定, バイアス依存性マイクロ波透過分光法を組み合わせることで, 局所不安定性駆動過程を内在超伝導劣化と運動インダクタンス非線形性から区別する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.07011163462208897
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Superconducting nanowire single-photon detectors are central to applications across quantum information science. Yet, their performance is limited by the effects of disorder and electrodynamic inhomogeneities that are not well understood. By combining DC transport, dark-count measurements, and bias-dependent microwave transmission spectroscopy in the presence of controlled nanoscale disorder introduced through helium-ion irradiation, we distinguish local instability-driven processes from intrinsic superconducting depairing and kinetic inductance nonlinearities. This approach enables systematic tuning of kinetic inductance, depairing currents, microwave dissipation, and mode structure within a single device. Bias- and temperature-dependent resonance shifts quantify disorder-induced modifications of the superconducting density of states through the nonlinear kinetic inductance, while the emergence of multiple resonant modes reveals the formation of electrodynamically distinct superconducting regions. Comparing depairing under current, field, and temperature isolates the dominant microwave loss mechanisms, separating vortex, quasiparticle, and two-level-system contributions, thus providing a robust multifunctional foundation for disorder engineering of superconducting nanowire detectors and resonators.
- Abstract（参考訳）: 超伝導ナノワイヤ単光子検出器は、量子情報科学における応用の中心である。
しかし、それらの性能は、よく理解されていない障害や電気力学的不均一性の影響によって制限されている。
ヘリウムイオン照射により誘導される制御ナノスケール障害の存在下での直流輸送、暗数測定、バイアス依存性マイクロ波透過分光を組み合わせることにより、局所不安定性駆動過程を固有の超伝導劣化と運動的インダクタンス非線形性から区別する。
このアプローチは、単一のデバイス内での動力学的インダクタンス、劣化電流、マイクロ波散逸、モード構造を体系的にチューニングすることを可能にする。
バイアスと温度依存性の共鳴シフトは、非線型的インダクタンスによる状態の超伝導密度の変化を量子化し、多重共振モードの出現は、電気力学的に異なる超伝導領域の形成を示す。
電流、磁場、温度の劣化を比較することで、電子、準粒子、および二段階の寄与を分離し、超伝導ナノワイヤ検出器と共振器の障害工学のための堅牢な多機能基盤を提供する。
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