Projekteja vuodessa
Abstrakti
We experimentally demonstrate a recently proposed single-junction quantum-circuit refrigerator (QCR) as an in situ tunable low-temperature environment for a superconducting 4.7 GHz resonator. With the help of a transmon qubit, we measure the populations of the different resonator Fock states, thus providing reliable access to the temperature of the engineered electromagnetic environment and its effect on the resonator. We demonstrate coherent and thermal resonator states and that the on-demand dissipation provided by the QCR can drive these to a small fraction of a photon on average, even if starting above 1 K. We observe that the QCR can be operated either with a dc bias voltage or a gigahertz rf drive, or a combination of these. The bandwidth of the rf drive is not limited by the circuit itself and consequently, we show that 2.9 GHz continuous and 10 ns pulsed drives lead to identical desired refrigeration of the resonator. These observations answer to the shortcomings of previous works where the Fock states were not resolvable and the QCR exhibited slow charging dynamics. Thus, this work introduces a versatile tool to study open quantum systems, quantum thermodynamics, and to quickly reset superconducting qubits.
Alkuperäiskieli | Englanti |
---|---|
Artikkeli | 023262 |
Sivut | 1-7 |
Sivumäärä | 7 |
Julkaisu | PHYSICAL REVIEW RESEARCH |
Vuosikerta | 6 |
Numero | 2 |
DOI - pysyväislinkit | |
Tila | Julkaistu - huhtik. 2024 |
OKM-julkaisutyyppi | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä |
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Quantum-circuit refrigeration of a superconducting microwave resonator well below a single quantum'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.-
QTF: Finnish Centre of Excellence in Quantum Technology
Pekola, J. (Vastuullinen tutkija), Subero Rengel, D. (Projektin jäsen), Ankerhold, E. (Projektin jäsen), Satrya, C. (Projektin jäsen), Mäkinen, I. (Projektin jäsen), Marín Suárez, M. (Projektin jäsen), Upadhyay, R. (Projektin jäsen) & Chen, Z.-Y. (Projektin jäsen)
01/01/2023 → 31/12/2025
Projekti: Academy of Finland: Other research funding
-
ERC ConceptQ: New superconducting quantum-electric device concept utilizing increased anharmonicity, simple structure, and insensitivity to charge and flux noise
Möttönen, M. (Vastuullinen tutkija), Duda, R. (Projektin jäsen), Vadimov, V. (Projektin jäsen), Mörstedt, T. (Projektin jäsen), Suominen, H. (Projektin jäsen), Zarrabi, H. (Projektin jäsen), Sunada, Y. (Projektin jäsen), Tuokkola, M. (Projektin jäsen) & Sah, A. (Projektin jäsen)
28/10/2022 → 31/10/2027
Projekti: EU: ERC grants
-
THEPOW/Möttönen: Empowering quantum nanoelectronic devices using thermal energy
Möttönen, M. (Vastuullinen tutkija), Viitanen, A. (Projektin jäsen), Rasola, M. (Projektin jäsen), Tuokkola, M. (Projektin jäsen), Uusnäkki, T. (Projektin jäsen) & Kivijärvi, H. (Projektin jäsen)
01/09/2022 → 31/08/2026
Projekti: Academy of Finland: Other research funding