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Detección de ruido cuántico de un sistema de dos niveles impulsado eléctricamente.

Richard Deblock1, Eugen Onac, Leonid Gurevich

  • 1Department of Nanoscience and ERATO Mesoscopic Correlation Project, Delft University of Technology, Post Office Box 5046, 2600 GA Delft, Netherlands. deblock@ps.u-psud.fr

Science (New York, N.Y.)
|July 12, 2003
PubMed
Resumen

Los investigadores midieron el ruido eléctrico de alta frecuencia en dispositivos cuánticos utilizando un nuevo analizador de espectro. Detectaron oscilaciones de carga en un qubit superconductor, lo que demuestra un nuevo método para sondear el movimiento cuántico del electrón.

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Área de la Ciencia:

  • La electrónica cuántica y la física de la materia condensada.
  • Sistemas mesoscópicos y fenómenos cuánticos.

Sus antecedentes:

  • El movimiento cuántico de los electrones tiene un impacto significativo en el ruido eléctrico en los dispositivos mesoscópicos.
  • Medir directamente el ruido de alta frecuencia en estos sistemas es un desafío.

Objetivo del estudio:

  • Desarrollar y demostrar un método para medir las fluctuaciones de corriente de alta frecuencia en dispositivos cuánticos.
  • Para sondear la influencia del movimiento de electrones cuánticos en el ruido del dispositivo.

Principales métodos:

  • Utilizó una unión de túnel superconductor-aislador-superconductor como un analizador de espectro en el chip.
  • Ruido medido desde 5 hasta 90 gigahertz.
  • Acoplado el detector de ruido a dispositivos cuánticos, incluyendo una unión de Josephson y un qubit de carga superconductor.

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Principales resultados:

  • Se midió con éxito el ruido de alta frecuencia no simetrizado en una unión de Josephson.
  • Se detectaron fluctuaciones de corriente de las oscilaciones de carga coherente en un qubit de carga superconductor.
  • Se observó un pico distinto en la densidad de ruido espectral correspondiente a la frecuencia de oscilación del qubit.

Conclusiones:

  • El analizador de espectro desarrollado en el chip permite la medición sensible del ruido de alta frecuencia en dispositivos cuánticos.
  • Esta técnica proporciona una sonda directa del movimiento cuántico de los electrones y la dinámica de carga.
  • El pico de ruido observado confirma la capacidad de detectar oscilaciones de carga coherentes en los qubits superconductores.