論文の概要: Kerr nonlinearity and three-wave mixing in superconducting resonators hosting Al-InAs weak links
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.28428v1
- Date: Fri, 28 Aug 2026 15:12:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-31 17:16:04.377671
- Title: Kerr nonlinearity and three-wave mixing in superconducting resonators hosting Al-InAs weak links
- Title（参考訳）: Al-InAs弱結合を有する超伝導共振器におけるKerr非線形性と3波混合
- Abstract要約: マイクロ波共振器は量子情報処理において汎用的なツールであり、パラメトリック増幅、連続可変量子コンピューティング、エンジニアリングモードの相互作用を可能にする。
これらの応用の多くは、特に3波混合が可能な立方次非線形性の恩恵を受けるが、同時に、望ましくないカー効果をもたらすクォート非線形性によって制限される。
したがって、再帰的な挑戦は、クォート項を抑えながら有限3次非線形性を持つ共振器を設計することである。
本稿では,アルミニウムを担持したヒ素インジウムナノワイヤから作製した2つの弱いリンクを収容する超伝導共振器について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Nonlinear microwave resonators are a versatile tool in quantum information processing, enabling parametric amplification, continuous variable quantum computing, and engineered mode interactions. Many of these applications especially benefit from cubic nonlinearities enabling three-wave mixing; at the same time, they are limited by quartic nonlinearities giving rise to undesired Kerr effects. A recurrent challenge is therefore to engineer resonators with a finite cubic nonlinearity while suppressing quartic terms. Here, we investigate a superconducting resonator hosting two weak links fabricated from an aluminum-capped indium arsenide nanowire. We characterize the Kerr nonlinearity as a function of magnetic flux and gate bias, showing that it can be tuned to zero with either control parameter. Furthermore, we experimentally demonstrate three-wave mixing in a semiconductor-superconductor hybrid device, establishing nonzero cubic nonlinearity. An effective model based on Andreev bound states qualitatively captures the observed trends. Our results validate semiconductor-superconductor hybrid devices as a promising platform for tunable nonlinear superconducting circuits, with applications in parametric amplification, quantum control of bosonic modes, and engineering interactions between microwave modes.
- Abstract（参考訳）: 非線形マイクロ波共振器は量子情報処理において汎用的なツールであり、パラメトリック増幅、連続可変量子コンピューティング、エンジニアリングモードの相互作用を可能にする。
これらの応用の多くは、特に3波混合が可能な立方次非線形性の恩恵を受けるが、同時に、望ましくないカー効果をもたらすクォート非線形性によって制限される。
したがって、再帰的な挑戦は、クォート項を抑えながら有限3次非線形性を持つ共振器を設計することである。
本稿では,アルミニウムを担持したヒ素インジウムナノワイヤから作製した2つの弱いリンクを収容する超伝導共振器について検討する。
我々はKerrの非線形性を磁束とゲートバイアスの関数として特徴付け、どちらの制御パラメータでもゼロに調整可能であることを示す。
さらに,半導体-超伝導ハイブリッドデバイスにおける3波混合実験を行い,非零立方非線形性を確立した。
アンドレーフ境界状態に基づく効果的なモデルは、観測された傾向を質的にキャプチャする。
本研究では, 半導体-超伝導ハイブリッドデバイスを, パラメトリック増幅, ボソニックモードの量子制御, マイクロ波モード間の工学的相互作用など, 可変非線形超伝導回路の有望なプラットフォームとして評価した。
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