論文の概要: Stroboscopic detection of itinerant microwave photons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.16522v1
- Date: Tue, 17 Mar 2026 13:45:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-18 17:42:07.307607
- Title: Stroboscopic detection of itinerant microwave photons
- Title（参考訳）: 透過性マイクロ波光子のストロボスコープによる検出
- Authors: Hanna Zeller, Lukas Danner, Max Hofheinz, Ciprian Padurariu, Joachim Ankerhold, Björn Kubala,
- Abstract要約: キャビティの1つに干渉する光子をほぼ投影的に測定する方法を示す。
低暗数で高効率な検出が可能となる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present a novel scheme to detect itinerant microwave radiation at the single photon level. Using existing Josephson-photonics devices, where two microwave cavities are coupled by a dc-voltage biased superconducting junction, we theoretically show how to implement a stroboscopically repeated, near-projective measurement of a photon impinging on one of the cavities. Optimizing rate, duration, and strength of the measurement by flux control of the junction and developing a threshold protocol to detect the photon from a homodyne measurement of the radiation output of the other cavity, we achieve highly efficient detection with low dark counts. By cascading the detector with a preamplifier, where a similar two-cavity Josephson-photonics device acts as a photon multiplier, we can further improve the device to reach a detection efficiency of $88.5 \%$ with a dark count rate of $\sim10^{-4} γ_a$, set by the resonance width $γ_a$ of the absorbing cavity. These results for a multiplication factor of two suggest that near-unity efficiencies may be reached for higher multiplication factors.
- Abstract（参考訳）: 単一光子レベルにおけるイテナントマイクロ波放射を検出するための新しい手法を提案する。
既存のジョセフソンフォトニクス装置を用いて、2つのマイクロ波キャビティをdc電圧バイアス超伝導接合で結合させた場合、理論上は1つのキャビティに衝突する光子を分光的に繰り返し、ほぼ投影的に測定する方法を示す。
接合部のフラックス制御による測定速度, 持続時間, 強度を最適化し, 他のキャビティの放射出力のホモダイン測定から光子を検出するしきい値プロトコルを開発した。
同様の2キャビティのジョセフソンフォトニクス装置が光子乗算器として機能するプリアンプで検出器をカスケードすることにより、吸収腔の共振幅$γ_a$で設定された暗カウントレート$\sim10^{-4} γ_a$の8.5 \%$の検出効率に達するようにさらに改良することができる。
これらの結果から,2つの乗算因子の乗算係数は,高い乗算因子の乗算効率に到達できることが示唆された。
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