Multiqubit quantum phase gate using four-level superconducting quantum interference devices coupled to superconducting resonator
本文提出了一种利用四能级超导量子干涉器件（SQUID）耦合到超导谐振器上实现一个量子比特同时控制两个目标量子比特的三量子比特量子相位门的方案。最低的两个层次|0>和|每个SQUID的高能级被用来表示逻辑状态，|2>和|3>用于门实现。我们的方案不需要绝热通道、二阶失调以及在门操作期间调整能级间距，从而显着减少了门时间。该方案推广到任意n比特量子相位门。我们还应用该方案实现了三量子比特的量子傅里叶变换。关键词：量子相位门，超导量子干涉器件，超导谐振器，量子傅里叶变换
2012-12-20 cond-mat.supr-con quant-ph
Engineering two-mode entangled states between two superconducting resonators by dissipation
我们提出了一个实验可行的方案来合成两个超导谐振器的双模连续变量纠缠态，这两个超导谐振器由两个带隙可调的超导量子比特连接。结果表明，在双色微波场的适当驱动下，两个谐振腔中的光子场的定态可以通过耗散量子动力学过程被冷却并转向到双模压缩真空态，而超导量子比特保持在它们的基态.在这个方案中，量子位的衰变起着积极的作用，可以帮助驱动系统到目标状态，从而将有害的噪声源转换为资源。
2012-05-22 cond-mat.supr-con quant-ph
The scattering coefficients of superconducting microwave resonators: I. Transfer-matrix approach
我们描述了一个统一的经典方法来分析超导微波谐振器的散射系数与各种几何形状。为了填补实验和理论之间的差距，我们还考虑了小电路的不对称性和馈线的有限长度的影响，并描述了一个程序，以纠正他们在典型的测量结果。我们表明，类似的衣架型谐振器的透射系数，项链或桥式谐振器的反射系数也包含一个参考点，它可以用来表征微波谐振器的电性能在一个单一的步骤。我们的研究结果提供了一个全面的了解超导微波谐振器的设计概念的表征细节。
2022-02-22 cond-mat.supr-con quant-ph
Tuning high-Q superconducting resonators by magnetic field reorientation
超导共振器与顺磁自旋系综的接口用于提高电子自旋共振实验的灵敏度，并且是微波量子存储器的关键元件。某些自旋系统在磁场和频率的特定组合下具有“最佳点”，在这些组合下，自旋相干时间或线宽变得特别有利。为了能够将高Q超导谐振器耦合到这种特定的自旋跃迁，必须能够在恒定的磁场振幅下调谐谐振器频率。在这里，我们展示了一个高品质的，磁场弹性超导谐振器，使用三维矢量磁铁，通过调整的方向的磁场连续调谐其谐振频率。谐振器保持$> 10^5$的品质因数高达2.6 T的磁场，主要应用在超导体的平面。我们通过旋转磁场矢量，引入垂直于超导体的5 mT分量，实现了高达30 MHz的连续调谐。
2020-01-24 cond-mat.supr-con quant-ph
Many Body Physics with Coupled Transmission Line Resonators
介绍了约瑟夫森结超导传输线谐振器。与约瑟夫森参量放大器、约瑟夫森分叉放大器和约瑟夫森参量转换器不同，我们考虑了少微波光子区。我们回顾了非线性传输线谐振器本征模频率和零点波动的推导以及本征模克尔非线性的推导。值得注意的是，这些非线性可以达到与量子比特相当的值，从而使该设备成为访问强相关区域的理想选择。这是特别有趣的研究量子多体动力学的相互作用粒子的驱动和耗散的影响下。我们提供的设备模式的电流分布，并调查在网络中的非线性传输线谐振器谐振器之间的耦合。
2012-08-01 cond-mat.supr-con quant-ph
Strong Coupling of a Spin Ensemble to a Superconducting Resonator
我们报道了一个量子线路的实现，其中电子自旋系综耦合到一个频率可调的超导谐振器。自旋是金刚石晶体中的氮空位中心。强耦合的实现表现为当其频率通过NV中心电子自旋共振调谐时，谐振器的透射光谱中出现真空拉比分裂。
2010-09-30 cond-mat.supr-con quant-ph
Anisotropic rare-earth spin ensemble strongly coupled to a superconducting resonator
在混合量子体系结构中连接光子和固态量子比特为大规模分布式量子计算提供了一条有前途的途径。理想的候选者相干量子比特相互转换的光学活性自旋磁耦合到超导谐振器。我们报道了磁各向异性Er ~（3+）：Y_2SiO_5晶体的腔QED实验，并证明了稀土自旋与集总元件谐振器的强耦合。此外，铒自旋的电子自旋共振和弛豫动力学通过直接微波吸收检测，而无需腔的帮助。
2012-12-12 cond-mat.supr-con quant-ph
Trapping a single vortex and reducing quasiparticles in a superconducting resonator
薄膜超导微波谐振器中的涡旋对谐振器的性能有很大的影响。使用可变线宽的几何形状的弱耦合谐振器，我们能够观察到的效果，一个单一的涡流被困在谐振器通过现场冷却。对于涡流在电流波腹附近的谐振模式，即使是单个涡流的存在也会导致谐振频率的品质因数和色散偏移的可测量的降低。对于涡流位于电流节点处的模式，涡流的存在不会导致可检测到的过量损耗，事实上，会导致品质因数的增加。我们将这种增强归因于谐振器中非平衡准粒子密度的降低，这是由于来自涡旋的抑制间隙。
2014-11-04 cond-mat.supr-con quant-ph
Hydrogen crystals reduce dissipation in superconducting resonators
本文提出在颗粒铝高阻抗超导谐振器上涂覆固态仲氢晶体薄膜，通过吸收杂散太赫兹辐射将耗散平均降低约8%，且不引入额外损耗，为混合量子架构中的杂质嵌入提供了新途径。
2024-04-06 cond-mat.supr-con quant-ph
Planar Superconducting Whispering Gallery Mode Resonators
我们介绍了一种微波电路结构的量子信号处理相结合的设计原理借用高Q值的3D谐振器在量子制度和平面结构制造的标准光刻。由此产生的“2.5D”回音壁模式谐振器将98%的能量存储在真空中。我们已经测量了内部品质因数在单光子水平上超过300万，并使用该设备作为材料表征平台，将上限的表面电阻小于250 nOhms的薄膜铝。
2013-10-07 cond-mat.supr-con 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
A superconducting qubit as a quantum transformer routing entanglement between a microscopic quantum memory and a macroscopic resonator
我们在实验上演示了一个微观二能级系统和一个宏观超导共振器之间纠缠态的产生和测量，其中它们之间的间接相互作用是由一个人造原子，超导持续电流量子比特（PCQB）介导的。结果表明，由氧化层缺陷形成的微观二能级系统的退相时间比PCQB长一个数量级，而微观二能级系统与宏观超导共振器之间的纠缠态的退相时间明显长于持续电流量子比特的退相时间.这表明，适度相干特性的量子比特可以在实践中用于通过将它们连接到宏观电路QED量子总线来解决低退相干量子存储器的可能性，从而为量子信息处理任务带来未来的重要影响。
2010-08-25 cond-mat.supr-con quant-ph
Probing the quantum coherence of a nanomechanical resonator using a superconducting qubit: I. Echo scheme
我们提出了一个方案，其中的量子相干性的纳米机械谐振器可以探测使用超导量子比特。我们考虑一个机械谐振器耦合到一个库珀对盒的电容，并假设超导量子比特被调谐到简并点，使其相干时间最大化，机电耦合可以近似为色散哈密顿量。当量子比特以状态叠加的方式制备时，这将驱动机械谐振器逐渐进入叠加状态，这反过来导致量子比特的明显退相干。将合适的控制脉冲施加到量子位允许其布居被反转，从而导致谐振器动力学的反转。然而，谐振器与其环境的相互作用意味着动态不完全可逆。我们表明，这种不可逆性在很大程度上是由于退相干的机械谐振器，可以推断出从适当的测量单独的量子位。使用估计所涉及的参数的基础上的一个具体实现的系统，我们表明，它应该是可能的，以现有的设备技术进行此计划。
2008-04-14 cond-mat.supr-con 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
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
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
On the theoretical RF field limits of multilayer coating structures of superconducting resonator cavities
本文讨论了超导-绝缘（S-I）多层薄膜的理论场极限。波森湾Catelani，M. Liepe，J. Sethna，and M. Transtrum [1].结果表明，他们对SIS多层方法[2]减少超导RF谐振腔中涡旋耗散的批评是没有根据的
2013-09-22 cond-mat.supr-con
Q-Factor Measurement of Nonlinear Superconducting Resonators
提出了一种结合多带宽测量和外推法的新方法，用于从非线性超导谐振器的非洛仑兹共振中精确提取有载Q因子（Q_{L}）。
2000-01-21 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
Fast Resonance Frequency Modulation in Superconducting Stripline Resonator
研究了超导带线谐振器的快速谐振频率调制。实验是使用一种新型的装置，它集成了一个热电子探测器（HED）到超导带状线环形谐振器。通过向HED施加直流电流或电压以及通过施加光学照明来演示频率调制，调制频率高达4.2GHz。这种设备的潜在应用是在电信，量子密码学和生物荧光。
2006-01-10 cond-mat.supr-con
Utilization of the Superconducting Transition for Characterizing Low-Quality-Factor Superconducting Resonators
表征具有高耗散元件的超导微波谐振器是一项技术挑战，但是对于实现和理解涉及耗散元件的混合量子器件的操作（例如，用于热工程和检测）是一个要求。我们目前的实验$λ/4$超导铌共面波导（CPW）谐振器，终止于波腹处的耗散铜微带通过铝引线，这样的谐振器的响应是很难测量在一个典型的微波环境。通过测量铝的超导转变上方和下方的透射率，我们能够隔离共振。然后，我们实验验证这种方法与铜微带的厚度增加，从50 nm到150 nm，并测量在$10\sim67$的范围内的品质因数在一个一致的方式。
2019-06-18 cond-mat.supr-con
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
Contribution of residual quasiparticles to the characteristics of superconducting thin-film resonators
结果表明，即使在远低于转变温度的温度下，超导体中仍存在大量的准粒子，这些准粒子对超导薄膜谐振器的特性有重要影响。
2020-12-09 cond-mat.supr-con
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
Thermal Instability and Self-Sustained Modulation in Superconducting NbN Stripline Resonators
本文从理论和实验上研究了微波超导带线谐振器与微桥集成后对单色注入信号的响应。我们发现，在一定的驱动参数范围内，谐振腔会产生一种新的非线性现象，并产生自维持的反射光调制。一个理论模型，其中属性的自调制的热不稳定性产生了很好的协议与实验结果。
2006-11-12 cond-mat.supr-con
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
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
Loss Dependence on Geometry and Applied Power in Superconducting Coplanar Resonators
超导微波谐振器在低光子数和低温下的损耗还没有得到很好的理解，但对超导量子比特中可实现的相干时间有影响。我们在蓝宝石基板上制作出具有高品质因数的单层超导铝薄膜谐振器。四个谐振器的几何形状进行了研究，谐振频率范围从5到7 GHz：一个准集总元件谐振器，共面条形波导谐振器，和两个混合设计，包含一个共面带和一个准集总元件。在30 mK下进行发射功率测量，作为频率和探针功率的函数。我们发现，谐振腔的损耗，表示为内部品质因数的倒数，下降缓慢超过四十年的光子数的方式，而不仅仅是从一个传统的均匀的空间分布的两个层次的系统中的氧化物层上的超导表面的谐振腔的损失解释。
2010-12-21 cond-mat.supr-con
Superconducting coplanar microwave resonators with operating frequencies up to 50 GHz
我们展示了超导共面微波谐振器在高达50 GHz的很大频率范围内的操作。谐振器由蓝宝石衬底上的铌薄膜制成，并通过小芯片尺寸针对这些高频进行了优化。我们研究了谐振器在1.5 K和6 K之间的温度下的许多谐波，并且我们确定了在1.5 K下高达25000的品质因数。作为这样的谐振器的光谱应用的一个例子，我们检测在多个探测频率的散装锡样品的超导转变。
2018-08-08 cond-mat.supr-con
Nonlinear Coupling in Nb/NbN Superconducting Microwave Resonators
在这项实验研究中，我们表明，Nb/NbN超导微波谐振器和它们的馈线之间的耦合可以幅度相关。我们采用这种机制来调整谐振器到临界耦合条件，一个更好的操作模式，为广泛的应用。此外，我们还研究了临界耦合态对温度和磁场等参数的依赖关系。基于这种非线性耦合的可能的新的应用进行了简要讨论。
2005-01-11 cond-mat.supr-con
Reducing microwave loss in superconducting resonators due to trapped vortices
具有高品质因数的微波谐振器使得超导量子比特和光子探测器的许多最近的突破成为可能，超导量子比特和光子探测器通常在屏蔽环境中操作以减少环境磁场。不充分的屏蔽或脉冲控制场可引入涡流，导致降低的品质因数，尽管增加的钉扎可减轻这种影响。蚀刻到谐振器表面中的窄槽提供了用于钉扎增强的直接方法，而不会以其他方式影响谐振器。与来自没有槽的相同膜的相同谐振器相比，用这样的槽图案化的谐振器表现出由于涡流引起的过量损耗的数量级减少。
2009-11-16 cond-mat.supr-con
Noise Induced Intermittency in a Superconducting Microwave Resonator
本文对集成微桥的NbN超导带线谐振器进行了实验和数值研究。我们发现系统对单色光激励的响应具有非线性，即噪声引起的稳态响应和极限环响应之间的跳跃。假设分段线性动力学的理论模型与实验结果部分一致。
2008-11-14 cond-mat.supr-con
Damping in a Superconducting Mechanical Resonator
我们研究了由铝制成的机械谐振器在正常到超导相变附近的情况。在低于临界温度时观察到机械阻尼率的急剧下降。实验结果进行了比较与预测的基础上的超导性和一个公平的协议。
2017-03-17 cond-mat.supr-con
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
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
Novel Self-Sustained Modulation in Superconducting Stripline Resonators
我们研究了一个集成微桥的超导NbN谐振器的热不稳定性。将单色输入驱动注入谐振器中，并且测量作为驱动的频率和振幅的函数的响应。在频率-振幅平面中的某个区域内，系统没有稳态，并且因此产生离开谐振器的反射功率的自持调制。一个理论模型，根据该模型的不稳定性起源于一个热点形成的微桥，表现出良好的定量与实验结果。
2006-12-26 cond-mat.supr-con
Microwave transmissions through superconducting coplanar waveguide resonators with different coupling configurations
在高纯硅衬底上设计并制作了两种不同耦合电容的超导铌共面波导微波谐振器。在20 mK的温度下测量它们的微波传输。结果表明，这两种谐振器具有明显不同的加载品质因数，一种是$5.6\times{10}^{3}$，另一种是$4.0\times{10}^{4}$。用经典的ABCD矩阵法对实测数据进行了拟合。我们发现，透射峰偏离标准洛仑兹的频率加宽。
2013-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
High-contrast dispersive readout of a superconducting flux qubit using a nonlinear resonator
我们展示了超导磁通量子比特的高对比度状态检测。基于SQUID，通过探测非线性谐振器的微波传输来实现检测。根据谐振器的驱动强度，检测器可以工作在单稳态或双稳态模式。双稳态操作结合了高灵敏度和固有锁存。拉比振荡的测量对比度高达87%;在丢失的13%中，只有3%无法解释。涉及两个连续检测脉冲的实验与通过第一测量制备量子比特状态一致。
2006-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Deterministic entanglement of photons in two superconducting microwave resonators
量子纠缠是量子力学的重要特征之一，它已经在许多非线性类自旋系统中得到了证实。线性系统中的量子纠缠已被证明更具挑战性，因为与线性相关的固有能级简并性使得量子控制更加困难。在这里，我们演示了在两个独立的线性微波谐振腔中的光子态的量子纠缠，创建N光子NOON态作为基准演示。我们使用一个超导量子线路，其中包括约瑟夫森量子比特来控制和测量两个谐振器，我们完全表征纠缠态的二分维格纳层析。这些结果表明，在超导电路中的线性谐振器的量子控制的显着进步。
2010-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Phononic loss in superconducting resonators on piezoelectric substrates
本文对压电基片上超导谐振器的声子损耗进行了数值和实验研究。借助有限元方法模拟，我们计算了由于机电转换成体声波和表面声波的能量损失。这设置了谐振器内部品质因数$Q_i$的上限。为了验证模拟，我们制作了四分之一波长共面波导谐振器的GaAs和测量$Q_i$作为频率，功率和温度的函数。我们观察到$Q_i$随频率的线性增加，如恒定机电耦合的模拟所预测的。此外，$Q_i$示出了弱的功率依赖性和可忽略的温度依赖性约10 $\,$ mK，排除二能级系统和非平衡准粒子作为该温度下的主要损耗源。
2019-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Non-Markovian dynamics of a superconducting qubit in an open multimode resonator
我们研究了一个transmon量子比特的动力学，它是电容耦合到一个开放的多模超导谐振器。我们的有效方程是通过消除谐振器的自由度，同时编码它们的电磁背景的格林函数的效果。我们占耗散的谐振器正是通过采用一组非厄米模式的格林函数的频谱表示，并表明它是可能的，而不诉诸旋转波，两个层次或马尔可夫近似推导出有效的海森堡-朗之万方程。一个良好的时域微扰理论推导出系统的非线性transmon帐户。我们将这种方法应用于自发发射问题，准确地捕获量子比特动力学的非马尔可夫特征，适用于任何量子比特-谐振器耦合强度。
2017-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Intermodulation Gain in Nonlinear NbN Superconducting Microwave Resonators
本文报道了NbN超导带线谐振器互调增益的测量。在互调测量中，我们将两个不相等的音调注入振荡器，泵浦和信号，两者都位于谐振带内。在反射泵浦的不稳定性开始时，我们获得了闲频和反射信号的同时增益。在这两种情况下测得的增益可以高达15 dB，而据我们所知，在超导谐振器中大于1的互调增益在科学文献中还没有报道过。
2005-07-03 cond-mat.supr-con
Bifurcation, mode coupling and noise in a nonlinear multimode superconducting RF resonator
向谐波谐振器添加非线性为谐振模式的复杂动态行为（包括它们之间的耦合）提供了途径。我们提出了一种超导器件，利用约瑟夫森结的非线性引入一个可控的，可调的，非线性电感的薄膜共面波导谐振器。考虑到作为一个潜在的量子光学元件在微波制度的设备，我们创建了一个敏感的分叉放大器，然后通过模间耦合演示其他谐振模式的光谱。我们发现，该器件的灵敏度接近Dykman量子模型的两倍定量一致性，但受限于其源在芯片上的噪声。
2014-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
X-ray photon detection using superconducting resonators in thermal quasi-equilibrium
超导谐振器迄今已被用于光子探测在一个非平衡的方式。在本文中，我们证明，这种设备也可以用于在一个热准平衡的方式来检测X射线光子。我们用谐振器测量了X射线光子在连续和穿孔氮化硅膜上的普通金属和超导吸收体中吸收引起的温升。我们观察到两个衰减时间截然不同的脉冲。我们把较短的脉冲归因于非平衡准粒子弛豫，而较长的脉冲归因于热弛豫过程。此外，我们还测量了X射线引起的温升和衰减时间随温度的变化。最后，我们测量了谐振腔的灵敏度和能量分辨率。超导谐振器的热准平衡方式具有潜在的用于X射线微量热法。
2013-06-10 cond-mat.supr-con
Extreme Nonlinear Phenomena in NbN Superconducting Stripline Resonators
我们研究了一种由蓝宝石衬底上的NbN制成的微波超导带线谐振器。最近报道了一种新颖的，自维持的谐振器反射功率调制，频率高达60 MHz。在这里，我们实验表明，在自调制阈值附近，该器件表现出巨大的非线性，这体现在一个非常高的互调增益，伴随着非常强的噪声压缩和各种订单的倍周期。这种器件非常适合用作量子数据处理系统中的读出器件。
2006-07-11 cond-mat.supr-con
Self-oscillations in a superconducting stripline resonator integrated with a DC-SQUID
研究了铌超导带线谐振器与直流超导量子接口器件集成后的自持振荡。我们发现，无论是在这些振荡开始的功率阈值和振荡频率是周期性的，在所施加的磁通量通过SQUID环。一个理论模型，其中属性的SO在DC-SQUID的热不稳定性产生了很好的协议与实验结果。该通量相关非线性可用于量子位-SSR集成器件的量子态读取。
2009-07-19 cond-mat.supr-con
Metamaterial atom with multijunction superconducting structure
我们提出了基于铜氧化物约瑟夫森结的平面负介质的超材料单元（元原子）的数值模拟结果。该电路由两个耦合谐振器组成：“磁偶极子”和“电偶极子”。第一种是多结超导结构的超导螺旋谐振器SQIF（超导量子干涉滤波器SQIF），第二种是普通金属薄膜梳状谐振器。与无源金属谐振器相比，具有约瑟夫森结（磁偶极）的超导谐振器由于约瑟夫森电感的磁相关性，可以通过外加磁场进行调谐。讨论了一维平面负介质的模拟特性。
2013-02-05 cond-mat.supr-con
Temperature Dependence of the Frequency and Noise of Superconducting Coplanar Waveguide Resonators
我们目前的测量温度和功率的依赖性的超导铌薄膜共面波导谐振器的谐振频率和频率噪声，进行远低于超导转变（T_{c} =9.2 K）的温度。当温度从120 mK增加到1200 mK时，噪声降低了近两个数量级，而在此范围内，谐振频率随温度的变化与非晶半导体的标准二能级系统（TLS）模型一致.这些结果支持了TLS是超导微谐振器中噪声的原因的假设，并对量子比特和光子探测器等谐振器应用具有重要意义。
2008-02-28 cond-mat.supr-con
Superconducting Resonators with Parasitic Electromagnetic Environments
在宏观环境中，寄生电磁场通过非局域耗散强烈抑制超导共面波导谐振器的品质因数。数值模拟和低温测量演示了如何减少这种寄生损耗，在谐振器频率响应中建立洛伦兹线形，并为蓝宝石衬底上的铌器件产生2.4 x 10^5的加载Q因子。此外，我们报告的Q值和谐振频率偏移Δ f_0与输入功率和温度的限制，其中在电介质中的二能级系统的损失占主导地位的依赖。
2012-03-20 cond-mat.supr-con
Improving the performance of superconducting microwave resonators in magnetic fields
用于电路量子电动力学和动力学电感检测器的超导共面波导腔在垂直磁场中的操作通常由于能量耗散Abrikosov涡旋而导致器件性能的降低。我们在4.2K下通过透射光谱测量，实验研究了具有不同空间分布的微图案钉扎位置（反点）的Nb谐振器中的涡旋诱导能量损失。与没有反点的谐振器相比，我们发现涡流引起的损耗显著降低，从而在中等场的宽频率范围和施加功率上增加了品质因数。
2011-01-17 cond-mat.supr-con
Nonlinearities and Parametric Amplification in Superconducting Coplanar Waveguide Resonators
本文报道了超导铌共面波导谐振器非线性特性的实验研究。由于中心导体的电流依赖的动力学电感的非线性是足够强的实现非线性振荡器的分叉。当用两个接近分叉阈值的频率驱动时，观察到增益为+22.4 dB的参量放大。
2007-05-11 cond-mat.supr-con
Improving superconducting resonators in magnetic fields by reduced field-focussing and engineered flux screening
我们实验研究了超导共面波导谐振器在外部磁场中的作用，并提出了两种减少场致耗散通道和谐振频率漂移的策略。我们的方法之一是显著减小超导接地平面面积，这导致减小的磁场聚焦，从而降低波导腔内部的有效磁场。通过这种措施，在mT面外磁场中，场致损耗可以减少一个数量级以上。当这些谐振器附加地电感耦合而不是电容耦合到微波馈线时，固有的闭合超导回路通过通量守恒有效地屏蔽谐振器的心脏免受磁场的影响。总的来说，我们实现了减少场致共振频率偏移高达两个数量级。我们结合系统的参数变化的实验侧的数值磁场计算来解释我们的方法的效果，并支持我们的结论。所提出的结果是相关的所有领域，其中高性能的超导谐振器需要在磁场中操作，例如，用于基于共面波导腔的超导电路或电子自旋共振检测器的量子混合器件。
2017-07-06 cond-mat.supr-con
Microwave Near-Field Imaging of Electric Fields in a Superconducting Microstrip Resonator
我们描述了使用低温近场扫描微波显微镜来成像超导和正常金属微带谐振器的微波电场。该显微镜采用了一个开放式同轴探头和操作从77至300 K在0.01-20 GHz的频率范围内的空间分辨率为约200 mm。我们描述了该系统的操作和本微波图像的Cu和Tl 2Ba 2CaCu 2 O 8微带谐振器，示出驻波图案的基本和二次谐波频率。
1998-08-18 cond-mat.supr-con
