量子情報変換に向けた量子マグノニクスアーキテクチャの追求
追求用于量子信息转换的量子磁振子架构
基本信息
- 批准号:18F18015
- 负责人:
- 金额:$ 0.7万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
- 财政年份:2018
- 资助国家:日本
- 起止时间:2018-07-25 至 2020-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The lifetime of magnons in YIG at millikelvins temperatures is currently limiting the development of quantum magnonics. It had been previously identified that the magnon lifetime is limited by so-called two-levels systems (TLSs) in the ferromagnetic crystal. While the experimental signature of TLSs was observed in 2014, the microscopic origin of these TLSs was still unknown, greatly limiting the ability of researchers to enhance the lifetime of magnons for quantum technologies based on quantum magnonics. An investigation of TLSs in YIG started under the fellowship has led to the discovery that these systems can have very long lifetimes, up to about ten seconds. Such long lifetimes are common for spins in crystals at millikelvin temperatures but had never been observed in a magnetically-ordered crystal. These results provide the first experimental evidence that the TLSs in quantum magnonics are probably spin degrees of freedom of impurities in YIG. Furthermore, we have demonstrated the partial suppression of the relaxation of magnons in the quantum regime. Indeed, thanks to the lifetime of the TLSs being much longer than the lifetime of magnons and superconducting qubits, their contribution to the decay of magnons can be partially suppressed while having both the magnetostatic mode and the qubit very close to their ground state, as required for applications of quantum magnonics.
在毫开尔文温度下,YIG中磁振子的寿命目前限制了量子磁振子的发展。先前已经确定,磁振子寿命受到铁磁晶体中所谓的二能级系统(TLS)的限制。虽然在2014年观察到了TLS的实验特征,但这些TLS的微观起源仍然未知,这极大地限制了研究人员提高基于量子磁振子的量子技术的磁振子寿命的能力。在该研究金的资助下,对YIG中的TLS进行了一项调查,发现这些系统可以有很长的寿命,最长可达10秒。如此长的寿命在毫开尔文温度下的晶体自旋中很常见,但从未在磁有序晶体中观察到。这些结果首次提供了量子磁振子中的TLS可能是YIG中杂质的自旋自由度的实验证据。此外,我们已经证明了部分抑制的弛豫的磁振子在量子制度。事实上,由于TLS的寿命比磁振子和超导量子比特的寿命长得多,它们对磁振子衰变的贡献可以部分地被抑制,同时使静磁模式和量子比特都非常接近它们的基态,这是量子磁振子应用所需要的。
项目成果
期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Quantum-Enhanced Sensing in Magnonics with a Superconducting Qubit
使用超导量子位的磁学中的量子增强传感
- DOI:
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:D. Lachance-Quirion;S. Wolski;Y. Tabuchi;S. Kono;K. Usami;Y. Nakamura
- 通讯作者:Y. Nakamura
Breaking the trade-off between gate and relaxation times of a superconducting qubit
打破超导量子位的门和弛豫时间之间的权衡
- DOI:
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:S. Kono;K. Koshino;D. Lachance-Quirion;Y. Tabuchi;A. Noguchi;Y. Nakamura
- 通讯作者:Y. Nakamura
Characterizing magnon detection sensitivity in a hybrid quantum device
表征混合量子器件中的磁振子检测灵敏度
- DOI:
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:S. P. Wolski;D. Lachance-Quirion;Y. Tabuchi;S. Kono;K. Usami;and Y. Nakamura
- 通讯作者:and Y. Nakamura
Detection of magnons in the quantum regime with a superconducting qubit
使用超导量子位检测量子态中的磁子
- DOI:
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:D. Lachance-Quirion;S. P. Wolski;Y. Tabuchi;S. Kono;K. Usami;and Y. Nakamura
- 通讯作者:and Y. Nakamura
量子もつれを利用した単一マグノンの検出 ~超伝導量子ビットを使った新しい量子センサーの開発に成功~
使用量子纠缠检测单个磁振子 - 使用超导量子位成功开发新型量子传感器 -
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
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- 发表时间:
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