論文の概要: A 3D-Printed GHz Microwave-Resonator Paul Trap for Electron Confinement and Millisecond Spin-Qubit Coherence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.08411v1
- Date: Tue, 06 Oct 2026 14:17:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-08 02:58:30.028536
- Title: A 3D-Printed GHz Microwave-Resonator Paul Trap for Electron Confinement and Millisecond Spin-Qubit Coherence
- Title（参考訳）: 電子閉じ込めとミリ秒スピン量子コヒーレンスのための3DプリントGHzマイクロ波共振器ポールトラップ
- Abstract要約: 電子閉じ込めに必要なGHz帯で動作する3Dプリントマイクロ波共振器ポールトラップについて報告する。
共振器は、約1000の適度な品質係数を示し、低入力電力で大きな集電電振幅を実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.714058021487046
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We report a 3D-printed microwave-resonator Paul trap that operates at the GHz frequencies required for electron confinement while preserving an open geometry suitable for laser access and imaging ion Coulomb crystals. The resonator exhibits moderate quality factors of approximately 1000, enabling large confining electric-field amplitudes at low input power, and is in good agreement with finite-element-method (FEM) predictions despite manufacturing imperfections, which we experimentally characterize. The validated FEM model is then used to calculate the electromagnetic fields in the trapping region. These field distributions, together with surface-roughness measurements, are incorporated into a model of electron spin-qubit decoherence to estimate the coherence time. Our analysis predicts that electron spin-qubit coherence times on the order of 10 ms should be achievable under the assumption that motional heating is dominated by Johnson noise, making such systems relevant for quantum information processing. The method of obtaining the coherence time is applicable to any electron Paul trap.
- Abstract（参考訳）: 電子閉じ込めに必要なGHz周波数で動作する3Dプリントマイクロ波共振器ポールトラップについて報告する。
共振器は、約1000の適度な品質因子を示し、低入力電力での電界振幅の大きな収束を可能にし、製造不完全性にもかかわらず有限要素法(FEM)予測とよく一致し、実験的に特徴付けている。
次に、検証されたFEMモデルを用いて、トラップ領域の電磁場を計算する。
これらの電界分布は表面粗さの測定とともに、コヒーレンス時間を推定するために電子スピン量子軌道デコヒーレンスモデルに組み込まれる。
解析により,10msの電子スピン量子コヒーレンス時間がジョンソンノイズに支配されるという仮定の下で達成可能であることが予測された。
コヒーレンス時間を得る方法は、任意の電子ポールトラップに適用できる。
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