High Kinetic Inductance Superconducting Nanowire Resonators for Circuit QED in a Magnetic Field
我们提出了基于NbTiN纳米线的超导微波频率谐振器。纳米线的小横截面使涡流的产生最小化，使得谐振器对磁场有弹性。测量的内在品质因数在$6$ T平面内磁场中超过$2\times 10^5$，在$350$ mT垂直磁场中超过$3\times 10^4$。由于它们的高特性阻抗，这些谐振器预计开发的零点电压波动的一个数量级大于标准的共面波导谐振器。这些特性使得纳米线谐振器非常适合于需要与具有小电偶极矩的量子系统强耦合并需要磁场的电路QED实验，例如单量子点和双量子点中的电子。
2015-11-05 cond-mat.mes-hall
Quantitative modeling of superconducting planar resonators with improved field homogeneity for electron spin resonance
本文介绍了三种用于电子自旋共振（ESR）实验的平面超导微波谐振腔的设计。我们实施有限元模拟来计算谐振器的谐振频率和品质因数以及三维微波磁场分布。一种特定的谐振器设计提供了微波磁场的增加的均匀性，而其他两个示出了更好的模式体积的限制。我们扩展我们的模型模拟计算的自旋系综和微波谐振器之间的集体耦合率的存在下，一个非均匀的磁共振场。在$^\mathrm{nat}$ Si中磷施主的连续波ESR实验证明了我们的谐振器用于磁共振实验的可行性。我们提取的集体耦合率，并找到一个很好的协议与我们的模拟结果，证实了我们的模型方法。最后，我们讨论了不同的谐振器设计的具体应用情况。
2019-08-07 cond-mat.mes-hall
Magnetic field resilient superconducting coplanar waveguide resonators for hybrid cQED experiments
可在强磁场中工作的超导共面波导谐振器是各种高频超导器件的重要工具。磁场通过产生导致电阻损耗和频率波动的Abrikosov涡旋或完全抑制超导性来降低谐振器性能。为了减轻这些影响，我们研究光刻定义的人造缺陷的NbTiN超导薄膜制成的谐振器。我们表明，通过控制涡旋动力学的谐振器在垂直磁场的品质因数可以大大提高。再加上设备的几何形状的限制，以提高超导体的临界场，我们证明了稳定的共振，保持品质因数$\simeq 10^5$在单光子功率水平在垂直磁场高达$B_\perp \simeq$ 20 mT和平行磁场高达$B_\parallel \simeq$ 6 T。我们通过将InSb纳米线集成到场弹性超导谐振器中，证明了这种技术在混合系统中的有效性，并利用它在$B_\parallel =$ 1 T下实现了门定义双量子点的快速电荷读出。
2018-09-11 cond-mat.mes-hall
Surface loss simulations of superconducting coplanar waveguide resonators
超导平面谐振器中的损耗目前被认为主要来自表面氧化物耗散，由于实验损耗随材料的选择而变化。我们的模型和模拟的谐振器中的接口表面的损失的大小，并调查功率，谐振器的几何形状和尺寸的依赖性。令人惊讶的是，占主导地位的表面损失被发现从金属基板和基板-空气界面。这一结果将有助于指导器件优化，即使是传统的材料。
2011-07-23 cond-mat.mes-hall
Coherent coupling of two remote magnonic resonators mediated by superconducting circuits
我们展示了微波介导的远磁振子-磁振子耦合的超导电路平台上，将芯片安装的单晶Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$（YIG）球。证明了两个YIG球的磁振子模之间存在相干能级排斥和耗散能级吸引。前者由超导谐振腔的腔光子介导，后者由共面波导的传播光子介导。我们的研究结果开辟了新的途径，探索集成的混合磁振子网络的相干信息处理的量子兼容的超导平台。
2022-01-16 cond-mat.mes-hall
Spectral properties of a resonator driven by a superconducting single-electron transistor
本文分析了超导单电子晶体管（SSET）耦合谐振腔在约瑟夫森准粒子共振附近的光谱特性。聚焦于该制度的谐振器被驱动到一个极限环状态的SSET，我们调查的行为的谐振器线宽和能量弛豫率控制的主要特征的宽度在谐振器的光谱。我们发现，在极限环制度，它是由一个缓慢的相扩散过程为主，在激光器中的线宽变得非常窄。总的相位扩散速率由直接相位扩散和影响相位的幅度波动的效果的组合确定，因为谐振器频率是幅度相关的。对于足够强的耦合，我们发现，出现一个政权的相位扩散不再最小化时，平均谐振器能量最大化。最后，我们表明，SSET的电流噪声提供了一种方法来测量线宽和能量弛豫率。
2009-12-22 cond-mat.mes-hall
Strong coupling of magnons in a YIG sphere to photons in a planar superconducting resonator in the quantum limit
我们报告测量超导共面波导谐振器（CPWR）耦合到一个球的钇铁石榴石。非均匀CPWR场允许我们在球体中激发各种磁振子模式。模式频率和相对耦合强度与理论一致。强耦合被观察到几个模式，即使平均而言，小于一个激励存在于CPWR。方波脉冲的时间响应在模分裂频率处有振荡。这些结果表明磁振子和平面超导量子器件结合的可行性。
2017-09-14 cond-mat.mes-hall
Strong magnon-photon coupling in ferromagnet-superconducting resonator thin-film devices
我们证明了在共面超导谐振器上制作的薄膜坡莫合金器件的强磁振子-光子耦合。对于30 nm厚的坡莫合金条，耦合强度为0.152 GHz，协同系数为68。耦合强度可通过旋转偏置磁场或改变坡莫合金的体积来调节。我们还观察到增强的磁振子-光子耦合的非线性制度的超导谐振器，这是介导的动态磁通涡旋的成核。我们的研究结果表明，未来的集成混合系统的量子磁和片上相干信息传输的关键一步。
2019-02-26 cond-mat.mes-hall
Dynamical instabilities of a resonator driven by a superconducting single-electron transistor
本文研究了超导单电子晶体管（SSET）与约瑟夫森准粒子（JQP）共振耦合的谐振腔的动力学不稳定性。从系统的量子主方程出发，我们使用标准的半经典近似导出一组封闭的平均场方程，该方程描述了谐振器和SSET电荷的平均动力学。使用谐振器的振幅和相位坐标，并假设振幅的变化比相位慢得多，我们探讨了谐振器动态中出现的不稳定性，作为耦合到SSET的函数，从JQP谐振和谐振器频率失谐。我们发现，位置（在参数空间中）和大小的极限环状态预测的平均场方程同意充分弱SSET谐振器耦合的完整的主方程的数值解。平均场方程也给出了一个很好的定性描述的一组动态转换的谐振器状态发生的耦合逐渐增加。
2007-03-06 cond-mat.mes-hall
Photon-induced thermal effects in superconducting coplanar waveguide resonators
实验研究了超导铌谐振腔的光学响应。结果发现，随着辐射功率的增加，谐振频率在500 mK以下单调增加，在1 K以上单调减小，在700 mK附近表现出非单调行为。这些观察结果表明，一个可以在三个温度制度，这取决于是否两级系统（TLS）的影响或动力学电感效应占主导地位的辐照谐振器。此外，我们发现，在超低温下的光学响应可以定性地被视为一个光子诱导的热效应的TLS，这可以用来实现热敏光子探测。
2013-10-05 cond-mat.mes-hall
Nanoscale observation and control of quasiparticle induced magnetic noise in a superconducting resonator
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
本研究利用NV量子传感技术观察并控制超导谐振腔中准粒子诱导的磁噪声，揭示了磁噪声与准粒子密度的关系及非共振偶极耦合机制。
2026-01-22 cond-mat.mes-hall
Nonlinearity and Parametric Amplification of Superconducting Nanowire Resonators in Magnetic Field
通常基于约瑟夫森结（JJ）非线性的非线性超导器件是超导量子电子学的基础，其使得例如，隔离的两级超导量子比特和放大器的形成。虽然新兴的自旋，混合自旋/超导（包括马约拉纳），和纳米磁光量子系统可以极大地受益于超导非线性，在这些系统中的强磁场的存在是不兼容的传统JJ设备，这是高度敏感的应用磁场。一种可能的解决方案是使用动力学电感（KI）非线性。迄今为止，只有线性动力学电感（KI）器件被证明在高磁场中工作，而非线性KI器件在高磁场中的工作几乎没有受到关注。在这里，我们研究了超导纳米线（NW）KI谐振器的非线性和作为面内磁场的参量放大器的性能。我们研究了由10 nm厚的NbTiN薄膜制成的NW KI谐振器的克尔系数，其特性阻抗高达3 k $Ω$，并首次在磁场高达2 T的条件下演示了非简并和简并参量放大。我们发现，窄的KI谐振器的宽度为0.1 $μ$米是强大的，在增益，动态范围和噪声方面，磁场高达$\sim$ 2 T，而更广泛的KI谐振器的宽度为1 $μ$米遭受显着的抑制在周围的增益远低于2 T的领域。在0.1 $μ$ m KI谐振腔中，相干态有约8 dB的去放大，这意味着噪声压缩的能力。这些结果为开发在高磁场中工作或产生高磁场的非线性量子器件（如自旋、自旋/超导混合器件和磁光机械器件）开辟了新的途径。
2022-09-29 cond-mat.mes-hall
Deterministic Generation of Entangled Photons in Superconducting Resonator Arrays
我们提出了一个在超导谐振腔阵列中确定性产生纠缠光子对的方案。通过与超导量子比特的耦合，谐振腔形成Jaynes-Cummings晶格，这种耦合产生类Kerr非线性，利用谐振腔的非线性和对称性，利用光谱技术，可以按需产生纠缠光子.该计划是强大的对小的参数扩展，由于制造误差。我们的研究结果可作为超导量子线路中量子信息处理的关键元素。
2011-07-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entangling a nanomechanical resonator and a superconducting microwave cavity
我们提出了一个方案，能够纠缠在稳态的纳米机械谐振器与驱动超导共面波导的微波腔模式。纳米机械谐振器与波导的中心导体电容耦合，并且可以在高达数十毫开尔文的温度下实现静态纠缠。
2007-10-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Realizing a Circuit Analog of an Optomechanical System with Longitudinally Coupled Superconducting Resonators
通过纵向耦合两个频率相差一个数量级的超导谐振器，实现了通用腔光力学哈密顿量的超导电路模拟。我们通过在高频谐振腔中嵌入超导量子干涉器件（SQUID），使其谐振频率依赖于附近低频LC谐振腔的零点电流波动，从而实现纵向耦合。通过采用边带驱动场，我们通过控制驱动场的幅度来增强约15 kHz至280 kHz的固有耦合强度。我们的研究结果为在完全超导平台上探索光机械效应铺平了道路，并可以在尚未探索的射频波段进行光子量子光学实验。
2017-12-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Noise and loss of superconducting aluminium resonators at single photon energies
超导谐振器的损耗和噪声机制是理解超导电路退相干的有用工具。虽然损耗机制已经被大量研究，但超导谐振器中的噪声只是最近才被研究。特别是，没有文献中的噪声在单光子限制。在这里，我们测量的损失和噪声的硅铝四分之一波长（$λ/4$）谐振腔中的单光子制度。
2018-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Reduced frequency noise in superconducting resonators
本文报道了共面波导超导谐振器中频率噪声的降低。通过从具有高电场的区域去除暴露的电介质衬底表面并通过使用NbTiN来实现7 dB的降低。在模型分析中，NbTiN的表面被发现是一个可以忽略不计的噪声源，通过与SiOx谐振器上的NbTiN的比较实验支持。这种降低是通过加宽谐振器来降低噪声的附加因素。
2010-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting atomic contacts inductively coupled to a microwave resonator
我们描述和表征的微波装置探测超导原子接触的Andreev水平。接触件是感应耦合到超导共面谐振器的超导回路的一部分。通过监测接近其谐振频率的谐振器反射系数作为通过回路的通量和第二音调的频率的函数，我们执行接触的高透射通道的两个Andreev水平之间的过渡的光谱学。结果表明，如何执行这些状态的相干操纵。
2014-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Period multiplication in a parametrically driven superconducting resonator
本文报道了参量驱动可调谐超导谐振器中周期倍增的实验观察。我们调制的磁通量通过超导量子干涉装置，连接到一个四分之一波长的谐振器，与频率$nω$接近的倍数，$n=2,\,3,\,4,\,5$，谐振器的基本模式和观察强烈的输出辐射在$ω$。输出场相对于相位表现出$n$倍简并性，$n$态相对于彼此相移$2π/n$。我们的演示验证了Guo等人在PRL 111，205303（2013）中的理论预测，并为利用微波光子设计复杂的宏观量子猫态铺平了道路。
2018-02-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Slow noise processes in superconducting resonators
研究了平面超导谐振器中特征时间尺度为1s的慢噪声过程。采用频率锁定环以高精度和带宽跟踪谐振器中心频率的偏差。比较测量在不同的微波驱动，温度和裸谐振器和那些与额外的介质层之间。所有的谐振器都表现出闪烁频率噪声，随着微波驱动的减少而增加。我们还表明，温度的增加导致在一个额外的介电层的谐振器中的闪烁噪声的饱和，而裸谐振器停止表现出闪烁噪声，而不是显示一个随机的频率游走过程。
2013-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Intermode Dephasing in a Superconducting Stripline Resonator - Supplementary Information
文章“超导带状线谐振器中的模间失相”（arXiv：0901.3110）的补充信息。补充资料专门讨论三个主要问题。在第一节中，我们描述的制造过程;在第二节中，我们提出了推导的系统的哈密顿量，并提供了更详细的讨论有关的性质的微桥;在第三节中的谐振器的滞后响应和加热的影响进行了讨论。
2009-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting Qubit Storage and Entanglement with Nanomechanical Resonators
我们描述了一个量子计算架构的基础上集成纳米机械谐振器与约瑟夫森结相位量子比特，我们实现单和多量子比特操作。纳米机械谐振器是GHz频率、高品质因数的压电谐振器，通过压电相互作用耦合到约瑟夫森相位。该系统类似于可调谐电磁腔（纳米机械谐振器）中的一个或多个少能级原子（约瑟夫森量子比特）。我们的架构结合了固态和腔QED方法的最佳功能，并可能在可扩展的固态环境中进行多量子位处理。
2003-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting coplanar waveguide resonators for low temperature pulsed electron spin resonance spectroscopy
讨论了用于脉冲ESR实验的薄膜超导共面波导微谐振器的设计与实现.与P掺杂Si外延层样品的谐振器的性能相比，波导谐振器在等效条件下。即使对于小尺寸样品也可实现的高填充因子和相对高的Q因子导致优于常规波导谐振器的灵敏度，特别是对于靠近样品表面的自旋。峰值微波功率在几微瓦的量级，这与超低温下的测量兼容。我们还讨论了微波磁场的非均匀性对Hahn回波功率依赖性的影响。
2012-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Multi-frequency modes in superconducting resonators: Bridging frequency gaps in off-resonant couplings
插入超导波导谐振器中的超导量子干涉器件（SQUID）施加电流和电压边界条件，使其适合作为谐振器模式的调谐元件。如果这样的SQUID元件经受周期性变化的磁通量，则谐振器模式获得频率边带。在这项工作中，我们计算耦合到周期性驱动SQUID谐振器的多频本征模，我们使用拉格朗日形式主义，提出了一个理论，其量化。多频模的基元激发可以共振耦合到具有不同跃迁频率的物理系统，这使得谐振器成为混合量子系统中状态转移和相干量子操作的有效量子总线。作为我们的多频率模式的应用的一个例子，我们确定它们的耦合到具有不同频率的transmon量子比特，我们提出了一个双色方案的纠缠和门操作。
2014-10-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fast control of dissipation in a superconducting resonator
我们报告了超导共面波导谐振器耦合的电磁环境的快速调谐。也就是说，我们利用最近开发的量子电路制冷机（QCR）的实验证明，在谐振器的总阻尼率的动态可调谐性高达近两个数量级。根据该理论，它对应于内部阻尼率的变化近四个数量级。QCR的控制是完全电气化的，最短的实施操作时间在10 ns范围内。该实验构成了超导量子线路的快速主动复位。在未来，类似的方案可能被用于初始化超导量子比特。
2019-06-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Storage and on-demand release of microwaves using superconducting resonators with tunable coupling
我们提出了一个系统，它允许调谐超导谐振器和传输线之间的耦合。该存储谐振器通过第二耦合谐振器寻址，该第二耦合谐振器是频率可调谐的并且由施加到超导量子干涉器件（SQUID）的磁通量控制。我们的实验表明，存储谐振器的寿命可以调谐超过三个数量级。当耦合谐振器处于非谐振状态时，场的存储时间为18 μs，而当耦合谐振器处于谐振状态时，场的释放时间为14 ns。该设备允许以可调速率捕获、存储和按需释放微波。
2014-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Entangled states in a Josephson charge qubit coupled to a superconducting resonator
本文研究了高Q腔中的量子超导电路的动力学行为。该电路由耦合到超导谐振器的约瑟夫森电荷量子比特组成。电荷量子比特可以看作是一个两能级量子系统，其能量分离由约瑟夫森能量$E_j$分裂。在我们的建议超导谐振器是一个光子箱的模拟和描述的量子谐振子的特征频率$ω_r$。电荷量子位和谐振器之间的耦合通过耦合电容$C_c$实现。我们研究了量子线路的本征态和动力学。当约瑟夫森能量等于振荡器频率$E_j=\hbarω_r$时，会出现有趣的现象。然后用纠缠态描述了量子线路。在电荷量子比特与谐振腔弱耦合的极限下，我们推导了这些态的时间演化。我们发现了受激电荷量子比特本征态的拉比振荡。这种效应可以用超导谐振腔中单个光子的自发发射和再吸收来解释。
2000-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum dynamics of a resonator driven by a superconducting single-electron transistor: a solid-state analogue of the micromaser
我们调查的行为耦合到超导单电子晶体管调谐到约瑟夫森准粒子共振的量子谐振器，并表明，在许多方面的动力学是类似的发现在微脉塞。耦合到SSET可以通过连续或不连续的过渡驱动谐振器进入自持振荡的非经典状态。增加耦合进一步导致一系列的过渡和多稳态区域。
2007-02-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fabrication and Characterization of Magnetic-Field-Resilient MoRe Superconducting Coplanar Waveguide Resonators
具有磁场弹性的超导共面波导谐振器是研制各种量子比特的集成量子线路和量子存储器件的基础。钼铼（MoRe）是一种无序的超导合金，与石墨烯和碳纳米管（CNT）形成高度透明的接触，将是实现与石墨烯和CNT基纳米混合量子位相结合的场弹性SCPW谐振器的有前途的平台。我们制作了MoRe SCPW谐振器，并研究了它们随温度和外加磁场变化的微波传输特性。我们的观察结果表明，MoRe膜的厚度是一个关键参数，决定下临界场，动力学电感，和SCPW谐振器的特性阻抗，导致急剧变化的品质因数和谐振频率。其结果是，我们获得了最大值的$Q_{i} > 10^{4}$在平行磁场高达$B_{||} = 0.15$ T的27 nm厚的MoRe谐振器。我们的实验结果表明，MoRe SCPW谐振器将是有用的集成纳米混合自旋或门子量子比特和自旋系综量子存储器件的发展。
2022-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Simulating systems of itinerant spin-carrying particles using arrays of superconducting qubits and resonators
我们提出了超导量子位共振器阵列中巡游自旋粒子的量子模拟的可能途径。在最近的几项研究中考虑的标准Jaynes-Cummings-Hubbard设置可以很容易地用作许多相关现象的量子模拟器，包括与外部磁场的相互作用和自旋轨道耦合。在模拟中使用多个量子位和多个谐振器模式的更复杂的设置提供了更高的复杂性，包括模拟具有高自旋值的粒子，并允许更直接地控制与自旋轨道耦合相关的过程。这一建议可以在不久的将来在最先进的超导电路中实现。
2014-11-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Parametric longitudinal coupling between a high-impedance superconducting resonator and a semiconductor quantum dot singlet-triplet spin qubit
由超导谐振器介导的长距离双量子比特耦合是基于半导体材料中的自旋在量子计算机中执行纠缠操作的领先范例。在这里，我们展示了一种新的，可控的自旋光子耦合的基础上的纵向相互作用的自旋量子比特和谐振器。我们表明，耦合一个单重态-三重态量子比特的高阻抗超导谐振器可以产生所需的纵向耦合时，量子比特被驱动接近谐振器的频率。我们测量的量子位的能量分裂作为一个函数的驱动振幅和频率的微波信号施加在谐振器的波腹附近，揭示了由于纵向耦合接近谐振器频率的显着效果。通过调整驱动器的幅度，我们达到了纵向耦合超过$1$ MHz的状态。这证明了量子位-谐振器耦合的新机制，并代表了由超导谐振器介导的高保真双量子位门的垫脚石。
2021-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Superconducting nano-mechanical diamond resonators
在这项工作中，我们提出的超导纳米机械谐振器的制造和表征纳米掺硼金刚石（BDD）。振荡器可以在其超导状态下被驱动和读出，并且在大约10 MHz的谐振频率下显示出高达40，000的品质因数。机械阻尼的研究磁场高达3 T的谐振器仍然表现出超导性能。由于其简单的制造过程，这些设备可以很容易地耦合到其他超导电路，其性能与最先进的技术相当。
2014-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Contribution of dielectrics to frequency and noise of NbTiN superconducting resonators
我们研究了NbTiN谐振器的温度依赖的谐振频率和频率噪声的测量。此外，研究了覆盖有各种厚度的SiOx电介质层的谐振器。随着SiOx层厚度的增加，谐振频率产生非单调的温度依赖性。噪声的增加与SiOx厚度无关，表明噪声与低温谐振频率偏差无关。
2008-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Two-level system loss characterization of NbTi superconducting resonators on Si/SiO2 substrates
针对低温强磁场下量子比特对低损耗超导谐振器的需求，制备了Si/SiO₂衬底上的NbTi超导共面波导谐振器，表征了其两能级系统受限品质因数的温变和光子数依赖特性，验证了其作为下一代量子电路平台的潜力。
2025-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Surface-resistance measurements using superconducting stripline resonators
本文提出了一种在1- 6 K温度下用超导铅带线谐振器测量导电样品在一组GHz频率下的绝对表面电阻的方法。带状线结构可以很容易地应用于批量样品，并允许直接计算表面电阻，而无需额外的校准测量或样品参考点。我们进一步描述了一种校正方法，以减少高Q谐振模式的实验背景，利用TEM性能的外部布线。然后，我们展示了这种方法的应用程序的参考材料金，钽，锡，其中包括异常集肤效应和传统的超导。此外，我们提取了全铅带线谐振器的复电导率，以找到一个相干峰和铅的超导能隙。
2014-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Period-tripling subharmonic oscillations in a driven superconducting resonator
我们在超导共面波导谐振腔$k_B T \ll \hbarω$中观察到三倍周期的亚谐波振荡。谐振器由提供克尔型非线性的可调谐电感端接。我们检测到的输出场正交的频率附近的基本模式，$ω/2π\sim 5\,$ GHz，当谐振器被驱动的电流在$3ω$的振幅超过不稳定阈值。输出辐射是从基模红失谐的。我们观察到三个稳定的辐射态，具有相等的振幅和相位移动$120^\circ$。从$3ω$到$ω$的下转换通过谐振器的第二模式的谐振激发和交叉克尔效应而强烈增强。我们的实验结果是在定量协议与两个耦合模式的驱动动力学模型。
2017-11-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Heating of a nonlinear resonator probed by a superconducting qubit
利用超导人工原子作为探针，测量了泵浦非线性谐振腔中的量子涨落。量子位激发谱提供了对腔内场波动的频率和温度的访问。这些被发现与理论预测一致，特别是我们实验观察到的量子加热现象。
2012-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Absolute measurement of penetration depth of superconducting thin films using microwave stripline resonators
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；School of Physical Sciences, UM-DAE Centre for Excellence in Basic Sciences, University of Mumbai（孟买大学物理科学学院，UM-DAE基础科学卓越中心）
本文提出一种结合谐振器测量与COMSOL有限元电磁模拟的混合方法，通过不同厚度NbN薄膜及翻转薄膜结构，实现宽温度范围内超导薄膜穿透深度的绝对测量。
2026-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tuning coupling between superconducting resonators with collective qubits
通过同时耦合多个二能级人工原子到两个超导谐振器，我们设计了一个量子开关，调谐谐振器-谐振器耦合强度从零到一个大的值成比例的量子比特的数量。这个过程是通过将量子比特设计成不同的亚辐射态来实现的，其中来自不同量子比特的微波光子衰减相互破坏性地干涉，使得谐振器-谐振器耦合强度在开放环境中保持稳定。基于一个三步控制方案，我们在纳秒内切换不同的耦合强度之间的值，而不改变量子比特的跃迁频率。我们也将量子开关应用于超导共振器网络，并展示其在量子模拟和量子信息存储与处理方面的潜在应用。
2018-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Microwave-induced excess quasiparticles in superconducting resonators measured through correlated conductivity fluctuations
我们测量了铝超导微波谐振腔中的准粒子数和寿命。当微波功率降低6 dB时，160 mK以下的过剩准粒子数从72减少到17 $μ$ m $^{-3}$.准粒子的寿命相应地增加从1.4到3.5毫秒。这些属性的超导体的测量通过光谱的相关波动的准粒子系统和冷凝物的超导体，这显示在谐振器的振幅和相位分别。由于不相关的噪声源消失了，超导体中的涨落可以用接近真空噪声的灵敏度来研究。
2012-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dephasing due to Intermode Coupling in Superconducting Stripline Resonators
由超导带状线的动力学电感所表现出的非线性以适合于给定谐振器模式中的光子数的量子非破坏测量的方式将带状线谐振器模式耦合在一起。量子非破坏测量是通过相干驱动另一个谐振器模式（称为检测器模式）并测量其响应来实现的。我们表明，这样的检测方案的灵敏度是直接相关的退相率引起的这样的模间耦合。我们表明，高灵敏度时，预计检测器模式被驱动到非线性制度和操作接近临界减速发生的点。
2005-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Helium surface fluctuations investigated with superconducting coplanar waveguide resonator
最近的实验上的平面内运动状态的电子漂浮在液氦的表面上的微波谐振器的耦合，揭示了氦表面波动的重要性，这种运动的相干性。在这里，我们调查这些表面波动通过研究超导共面波导（CPW）谐振器充满超流氦的谐振特性，其中谐振器的电磁模式体积的一个重要部分耦合到液体的表面动力学。我们提出了初步的结果，实时CPW谐振器的频率偏移驱动的氦波动，这是量化的，通过其功率谱密度和使用商业加速度计的测量结果进行比较。我们发现，一个相当大的贡献CPW谐振器的噪声来源于氦表面的机械振动所产生的脉冲管（PT）制冷机上的低温恒温器上的实验进行。
2022-07-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Improving the Coherence Time of Superconducting Coplanar Resonators
测量了超导谐振器的品质因数和能量衰减时间随材料、几何形状和磁场的变化。一旦被困磁涡旋的耗散最小化，我们确定表面二能级状态（TLS）作为一个重要的衰变机制。中心导体和地平面之间的宽间隙，以及使用超导体Re代替Al，被示出以减少损耗。我们还表明，在低激发功率的谐振腔品质因数的经典测量是一致的单光子衰减时间测量使用量子比特谐振腔交换实验。
2009-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coherently coupling distinct spin ensembles through a high-$T_c$ superconducting resonator
利用PyBTM有机自由基和高- $T_c$超导共面谐振腔，重新研究了多自旋系综通过腔光子耦合的问题。一个非常强的耦合，并获得多达三个自旋系综同时耦合。通过化学改变$g$因子和利用所施加的磁场的不均匀性，使系综在物理上可区分。的自旋和场模式的相干混合证明所观察到的多个anticrossing，随着输入-输出形式主义内进行的模拟，并通过适当的熵的措施量化。
2016-05-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Comparison of Dielectric Loss in Titanium Nitride and Aluminum Superconducting Resonators
有耗量子线是超导量子线路中退相干的重要来源。在这份报告中，我们的模型和比较的介电损耗在体和界面的氮化钛（TiN）和铝（Al）超导共面波导（CPW）谐振器。我们制造各向同性沟槽谐振器，以产生一系列的设备的几何形状，强调一个特定的介电区域的谐振器品质因数的贡献。虽然每个介电区域对TiN器件中的损耗有显著贡献，但金属-空气界面主导Al器件中的损耗。此外，我们评估了每个TiN谐振器几何结构的品质因数，具有和不具有后处理氢氟酸（HF）蚀刻，并且发现其减少了来自衬底-空气界面的损耗，从而改善了品质因数。
2020-07-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Coupling of an erbium spin ensemble to a superconducting resonator
光子和微波光子之间的量子相干界面可以用作未来量子信息网络中的基本构建块。该界面被设想为耦合到超导谐振器的稀土离子的集合，允许光学和微波光子之间的相干传输。为此，我们已经实现了一个混合装置耦合的Er $^{3+}$掺杂Y $_2$ SiO $_5$晶体在超导共面波导腔。我们观察到的集体自旋耦合为4 MHz和自旋线宽下降到75 MHz。
2012-04-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Resonant and off-resonant microwave signal manipulation in coupled superconducting resonators
我们提出了一个实验演示，以及一个理论模型的集成电路设计的微波场的操作下降到单光子水平。所述装置由经由第二频率可调谐谐振器耦合到传输线的超导谐振器制成。可调谐谐振器可以用作固定谐振器和传输线之间的可调谐耦合器。此外，两个谐振器之间的微波场的操纵是可能的。特别是，我们证明了交换的字段从一个谐振器到另一个通过脉冲的两个谐振器之间的频率失谐。系统的行为，这决定了如何可以操作的设备，分析作为一个功能的一个关键参数的系统，耦合谐振器的阻尼比。我们表现出良好的协议之间的实验和模拟，实现了通过求解一组耦合微分方程。
2019-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Dynamics of a nanomechanical resonator coupled to a superconducting single-electron transistor
我们提出了一个耦合到超导单电子晶体管（SSET）的约瑟夫森准粒子（JQP）和双约瑟夫森准粒子（DJQP）共振附近的纳米机械谐振器的动力学分析。对于弱耦合和动力学时标的宽分离，我们发现对于任一超导共振，共振器的动力学由Fokker-Planck方程给出，即，SSET有效地表现为特征在于有效温度的平衡热浴，其还阻尼谐振器并使其频率重新归一化。取决于相对于超导谐振的栅极和漏极-源极电压偏置点，SSET还可以引起机械谐振器中的不稳定性，该不稳定性由适当的福克-普朗克方程内的负阻尼和温度标记。此外，足够接近共振，我们发现，福克-普朗克描述打破。我们还指出，有一个密切的类比之间的耦合纳米机械谐振器的SSET在附近的JQP共振和多普勒冷却的原子通过激光。
2005-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Fast microwave beam splitters from superconducting resonators
耦合超导传输线谐振器在量子信息处理和基础量子力学中有着广泛的应用。一个特殊的例子是实现快速分束器，然而，这是由双模挤压项阻碍。在这里，我们的实验研究超导微带谐振器耦合超过三分之一的长度。通过改变该耦合区的位置，我们可以将双模挤压耦合的强度从5.44GHz的谐振频率的2.4%调谐到12.9%。然而，最大抑制双模压缩的分束器耦合率为810MHz，使得能够构造快速且纯净的分束器。
2013-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
High-Temperature Superconducting Spiral Resonator for Metamaterial Applications
本工作研究高温超导螺旋谐振器作为一个可行的候选人实现RF/微波超材料原子。本文将详细讨论超导螺旋谐振器的理论，包括谐振机理、高阶模的起源、确定高阶模的分析框架、耦合方案的影响以及谐振品质因数和插入损耗对模宇称的依赖性。所有上述模型与微加工的$_2$ O $_{7-δ}$（YBCO）螺旋谐振器的实验数据进行了比较。此外，基本模式的谐振特性随工作温度和施加的RF功率的变化的演变进行了实验研究，并解决其对超材料应用的影响。
2012-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.ins-det
Rare earth spin ensemble magnetically coupled to a superconducting resonator
工作在GHz频率范围内的超导量子处理器与光量子网络和原子量子比特的接口对于实现分布式量子信息处理以及量子通信是一项具有挑战性的任务。使用稀土离子的自旋系综提供了一个极好的机会，桥梁微波和光域在量子水平。本文研究了Y $_{2}$ SiO $_{5}$晶体中Er $^{3+}$自旋与高Q共面超导谐振腔的磁耦合。
2011-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Current noise of a superconducting single electron transistor coupled to a resonator
我们分析了耦合到谐振器的超导单电子谐振器（SSET）的电流和零频电流噪声特性，着重于SSET在约瑟夫森准粒子谐振附近工作的情况。我们考虑一系列的耦合强度和谐振器频率，以反映这样一个事实，即在实践中，该系统可以被调谐到相当高的程度与谐振器形成的纳米机械振荡器或超导带状线制造的紧密接近的SSET。对于非常弱的耦合，SSET就像一个有效的热浴一样作用于谐振器。在这种情况下，SSET的电流特性仅被谐振器微弱地修改。使用平均场的方法，我们表明，电流噪声仍然是非常敏感的谐振器和SSET电荷之间的相关性。对于较强的耦合，SSET可以驱动谐振器进入极限环状态，自持振荡发生，我们发现，明确定义的双稳态区域存在。进入和离开极限环状态的动态过渡由谐振器能量中的强烈波动标记，但是这些波动在极限环状态内被抑制。我们发现，SSET的电流噪声是强烈的谐振器能量的波动的影响，因此应该提供一个有用的指标的谐振器的动态。
2008-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Microwave probing of bulk dielectrics using superconducting coplanar resonators in distant-flip-chip geometry
在低温下对绝缘材料进行介电测量可能具有挑战性，具体取决于所关注的频率和温度范围。我们提出了一种技术来研究在GHz频率的体介电常数。超导共面Nb谐振器直接沉积在感兴趣的材料上，然后用微波馈线在单独的芯片上以远距离倒装芯片几何形状探测该谐振器。评估谐振器的几个谐波可以获得各种探测频率，在本研究中高达20 GHz。我们展示了三种不同的材料（MgO，LaAlO3和TiO 2），在1.4 K和7 K之间的温度下的技术。
2019-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Coupling of a locally implanted rare-earth ion ensemble to a superconducting micro-resonator
我们演示了局部注入到衬底中的稀土离子（Gd $^{3+}$ in Al $_{2}$ O $_{3}$）与超导NbN集总元件微谐振器的耦合。该混合装置是通过控制离子注入稀土离子在明确定义的微米尺寸的区域，对准光刻定义的微谐振器。该技术不会降低保持在$10^{5}$以上的谐振器的内部品质因数。使用微波吸收光谱，我们观察到电子自旋共振与数值模拟的良好协议，并提取相应的耦合率的顺序的$1$ MHz和自旋线宽的$50 - 65$ MHz。
2014-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
