Άρθρο | ΑΝΟΙΓΜΑ | Που δημοσιεύθηκε:29 Μαρτίου 2019
Φασματοσκοπία ηλεκτρονικού παραμαγνητικού συντονισμού χρησιμοποιώντας ένα μόνο τεχνητό άτομο
Toida Hiraku ,Matsuzaki Yuichiro ,Kosuke Kakuyanagi Omikuron ,Zhu Xiaobo ,William J. Munro ,Yamaguchi Hiroshi AndoShiro Saito
Φυσική επικοινωνιών τόμος 2 , αριθμός άρθρου: 33 ( 2019 ) | Κατεβάστε την παραπομπή
Αφηρημένη
Η φασματοσκοπία ηλεκτρονικού παραμαγνητικού συντονισμού (EPR) είναι μια σημαντική τεχνολογία στη φυσική, τη χημεία, την επιστήμη των υλικών και τη βιολογία. Η ευαίσθητη ανίχνευση με μικρό όγκο δείγματος αποτελεί βασικό στόχο σε αυτές τις περιοχές, διότι είναι ζωτικής σημασίας, για παράδειγμα, για την ανάγνωση μιας κβαντικής μνήμης υψηλής πυκνότητας που βασίζεται σε εξαιρετικά συσσώρευση ή για την ανίχνευση μεταβατικών μετάλλων σε βιοϋλικά. Εδώ, επιδεικνύουμε ένα νέο φασματόμετρο EPR χρησιμοποιώντας ένα μόνο τεχνητό άτομο ως ευαίσθητο ανιχνευτή μαγνητισμού περιστροφής. Το τεχνητό άτομο, ένα υπεραγώγιμο qubit ροής, παρέχει πλεονεκτήματα από την άποψη της ισχυρής σύζευξης του με μαγνητικά πεδία. Υπολογίζουμε ευαισθησία ~ 400 περιστροφών · Hz -1/2 με όγκο μαγνητικής ανίχνευσης περίπου 10 -14 λ 3 (50 femtolitre), όπου λείναι το μήκος κύματος του ακτινοβολημένου μικροκυμάτων. Το τεχνητό μας άτομο λειτουργεί ως ένα εξαιρετικά ευαίσθητο φασματόμετρο EPR με περιοχή κλίμακας micron με μελλοντική ευκαιρία για μέτρηση των μονού περιστροφών στη νανομετρική κλίμακα.
Εισαγωγή
Η μετατροπή ενέργειας από τις περιστροφές προς την κοιλότητα σε ένα ενισχυμένο ρυθμό Purcell διαδραματίζει ουσιαστικό ρόλο και απαιτεί τις περιστροφές για να συντονιστεί με την κοιλότητα. Ένας συμβατικός EPR φασματομετρός βασίζεται στη σύζευξη ανταλλαγής ενέργειας (transverse), όπου οι περιστροφές και ο ανιχνευτής θα πρέπει να είναι έντονες. Συγκεκριμένα, σε μια διαρροή ορίου κοιλότητας, οι σπιν εκπέμπουν κυρίως φώτινες στην αλυσίδα μέτρησης στο Purcell ενισχυμένο ρυθμό χαλάρωσης1, και ο ανιχνευτής απορροφά την ενέργεια των φωτονίων ως σήμα. Πρόσφατα, ευαίσθητα EPR φασματομετρητές βασίζονται σε ένα συντονιστή υπερακτικής έχουν πραγματοποιηθεί2 , 3 , 4 , 5, με μια αλυσίδα μέτρησης που χρησιμοποιεί έναν κβαντικά περιορισμένο ενισχυτή (παραμετρικό ενισχυτή Josephson). Η ευαισθησία αυτών των φασματόμετρων κυμαίνεται από 65 έως 104 περιστροφές · Hz -1/2 και ο όγκος ανίχνευσης συρρικνώνεται σε 10-12 λ 3 (200 fL). Από την άλλη πλευρά, είναι επίσης δυνατό να παρατηρηθεί το φαινόμενο EPR χωρίς κοιλότητα και η ανίχνευση μαγνητισμού 6 είναι ένα τέτοιο παράδειγμα. Μια υπεραγώγιμη συσκευή κβαντικής παρεμβολής (SQUID) παρουσιάζει εξαιρετικά χαρακτηριστικά για την ανίχνευση της μαγνητικής ροής. Πρόσφατα αποδείχθηκε ότι το μέγεθος ενός βρόχου SQUID μπορεί να συρρικνωθεί στο μικρόμετρο 7 , 8 , 9 ή ακόμη και κάτω από το νανομέτρο 10κλίμακα για τη μαγνητομετρία στις επιστήμες των υλικών. Με το συνδυασμό αυτών των μικρο-SQUIDs και ένα on-chip κυματοδηγού μικροκυμάτων, τοπική EPR φασματοσκοπία είναι επίσης συνειδητοποιήσει 11 και η ευαισθησία των 1,5 × 10 4 περιστροφές · Ηζ -1/2 έχει αναφερθεί 12 . Η μαγνητικά διεγερθείσα ανίχνευση δυνάμεως 13 αποδείχθηκε πρόσφατα ότι επιτυγχάνει υψηλή χωρική ανάλυση και η ευαισθησία φτάνει ένα επίπεδο ανίχνευσης περιστροφής ενός ηλεκτρονίου με ενσωμάτωση μεγάλου χρονικού σήματος για την ενίσχυση του λόγου σήματος προς θόρυβο. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η μεταφορά ενέργειας μεταξύ των περιστροφών και του ανιχνευτή καταστέλλεται λόγω της μεγάλης απόκλισης. Έτσι, το σήμα ανιχνεύεται χωρίς σημαντική διαταραχή στο σύστημα περιστροφής.
Αισθητήρες μαγνητικού πεδίου με τη χρήση ενός τεχνητού ατόμου (α qubit ροή υπεραστονία 14 έχουν) καταδειχθεί πρόσφατα 15 , 16. Το υπεραγωγικό ροή qubit έχει δύο διακριτές καταστάσεις που αντιστοιχούν σε δεξιόστροφα και αριστερόστροφα κυκλοφορούντα ρεύματα Ι σ . Τέτοια τρέχουσες καταστάσεις μπορούν να συζευχθούν έντονα με μαγνητικά πεδία που προκαλούνται από τις περιστροφές. Η μαγνητική σύζευξη προκαλεί τη συχνότητα συντονισμού της ροής qubit να μετατοπιστεί, επιτρέποντας έτσι EPR φασματοσκοπία με μικρή διαταραχή στο σύστημα σπιν. Η αντοχή στην αλληλεπίδραση που προκαλείται από τις συνεχείς τρέχουσες καταστάσεις είναι πολύ μεγαλύτερη17 , 18 , 19 από εκείνη των συστημάτων αντέχει βασίζονται 2 ,3 , 4 , 5 , 20 , 21. Αυτή η αλληλεπίδραση έχει επίσης ένα μικρότερο spin-προς-συσκευή απόσταση εξαρτάται από μια σπιν-σπιν αλληλεπίδραση, η οποία μας δίνει τη δυνατότητα να αποδείξουμε τις απομακρυσμένες περιστροφές με υψηλή ευαισθησία. Έτσι, η qubit πρέπει να είναι κατάλληλη για την ανίχνευση ενός μικρού αριθμού περιστροφών.
Σε αυτή την εργασία, δείχνουμε ευαίσθητες τοπικές φασματοσκοπίες EPR χρησιμοποιώντας ένα qubit υπεραντιγόνο ροή. Το σύστημα σπιν-στόχος συνδέεται άμεσα με την τσιπ ροής-qubit να αυξήσει τη δύναμη αλληλεπίδρασης μεταξύ τους. (Er 3+ : Y 2 SiO 5 ) μετράται για να δείξει ότι η ροή qubit λειτουργεί ως αισθητήρας για το πραγματικό σύστημα σπιν. Εδώ, ο συντελεστής g ανισότροπο τανυστή του Er 3+ : Y 2 SiO 5χρησιμοποιείται για να μετατρέψει το μαγνητικό πεδίο εντός της στάθμης στην κατακόρυφη μαγνήτιση, επειδή η qubit ροή είναι ευαίσθητη μόνο στο κάθετο πεδίο και η ροή λειτουργίας της ροής qubit πρέπει να καθορίζεται γύρω από την κβαντική μεσαία ροή. Στη συνέχεια, η EPR φασματοσκοπία εκτελείται για την κενή θέση του αζώτου (NV) σε διαμάντι κάτω από διάφορα αεροπλάνα μαγνητικών πεδίων. Αντλούμε επιτυχώς τους παραμέτρους υλικού (g-παράγοντας και μηδενικής πεδίου διαίρεσης) από το φάσμα διδιάστατο. Η ευαισθησία του φασματομέτρου εκτιμάται ότι είναι ~ 400 περιστροφές · Ηζ -1/2με την αξιολόγηση της συνάρτησης μεταφοράς από τον αριθμό των περιστροφών στην απόκριση του qubit flux και τη μέτρηση του πραγματικού θορύβου του συστήματος. Μπορεί να επιτευχθεί ο όγκος ανίχνευσης υπο-πιλόλιου (~ 50 fL), λόγω του μεγέθους βρόχου μικρόμετρου κλίμακας του qubit ροής. Επί του παρόντος, μετράμε μόνο ένα φάσμα του qubit ροής. Χρησιμοποιώντας παλμικές λειτουργίες στο qubit qubit, θα πρέπει να είμαστε σε θέση να βελτιώσουμε περαιτέρω την ευαισθησία.
Αποτελέσματα
Η αρχή της φασματοσκοπίας EPR
𝑓q= ε ( Φ )2+ Δ2~~~~~~~~~~~√), Όπου η ενεργειακή κατάσταση της qubit ροής διαβάζεται από ένα SQUID χρησιμοποιώντας μία μέθοδο μεταγωγής 22με 1000 επαναλήψεις. Η μαγνητική αλληλεπίδραση μεταξύ των περιστροφών και της ροής qubit πραγματοποιείται με την προσάρτηση του συνολικού στροβίλου απευθείας στο τσιπ ροής-qubit (Σχήμα 1α, β ). Μια πρόσθετη μαγνητική ΔΦ ροή δημιουργείται από το συνημμένο πλήρες σπιν, το οποίο με τη σειρά μετατοπίζει το φάσμα της qubit ροής. Έτσι, όταν η Φ είναι σταθερή, η πόλωση του σπιν ανιχνεύεται ως συχνότητα συντονισμού Δ μετατόπισης f q (Σχήμα 1d ). Για την εκτέλεση EPR φασματοσκοπία, εφαρμόζουμε ένα συνεχές σήμα σπιν διέγερσης, εκτός από την παλμού μικροκυμάτων για την qubit ροής διαμέσου ενός μικροκυμάτων (MW) γραμμή (Σχ. 1γ ).
Σχ. 1
Σχ. 1
Πειραματική εγκατάσταση για μαγνητική συντονιστική φασματοσκοπία χρησιμοποιώντας μια τετραγωνική υπερβολική ροή. η Πειραματική διάταξη. Το σύνολο της περιστροφής συνδέεται απευθείας με την τσιπ ροής-qubit. Η ενεργειακή κατάσταση της qubit ροής αναγνίσταται από την συσκευή υπερκαταρκτικής κβαντικής παρεμβολής (SQUID). Η συνολική περιστροφή και η ροή qubit είναι ενθουσιασμένες με τη γραμμή μικροκυμάτων (MW). Το επίπεδο ( Β || , ματζέντα βέλος) και κάθετο ( Β ⊥ , μπλε βέλος) είναι μαγνητικά πεδία που εφαρμόζονται από υπεραγώγιμα μαγνήτες ώστε να πολώνονται το σύνολο της περιστροφής και για τον έλεγχο της ροής qubit. β Οπτική μικροσκοπική εικόνα του τσιπ ροής-qubit με ένα Er3+ : Y 2 SiO 5 κρύσταλλο. Η περιοχή που εμφανίζεται στην εικόνα είναι πλήρως καλυμένη με το κρύσταλλο. Εκτός από τη μορφή του κυκλώματος, εμφανίζεται ένα μοτίβο που έχει επικαλυφθεί (μπλε-κόκκινο-μπλε, από κάτω αριστερά προς τα πάνω δεξιά). Αυτό προκαλείται από οπτική παρεμβολή μεταξύ του τσιπ και της επιφάνειας του κρυστάλλου. Η συσκευή διαθέτει δύο γραμμές μικροκυμάτων, αλλά μόνο η αριστερή γραμμή μικροκυμάτων χρησιμοποιήθηκε για το πειράμα για να προκαλέσει τα γυρίσματα κοντά στο qubit. Ράβδος κλίμακας: 50 μm. γ Ακολουθία παλμών που χρησιμοποιούνται για το πειραμα.Οι SQUID παλμοί διαβάζουν προς τα έξω και οι κώνοι διέγερσης qubit που χρησιμοποιούνται για τη φασματοσκοπία της qubit ροής. Εκτός από αυτές τις παλμίες, μια συνεχής σήμανση μικροκυμάτων διέγερσης εφαρμόζεται στην ίδια γραμμή MW να προκαλεί το σύνολο σπιν. ρε Ενέργεια φάσμα της qubit ροής. Η συχνότητα συντονισμού ελέγχεται από τη μαγνητική ροή διαπερνά το qubit loop. Για μια σταθερή θέση εργασίας, η εξωτερική μαγνητική ΔΦ ροή που παράγεται από τη συνολική περιστροφή ανιχνεύεται από την μεταβολή της συντονισμού qubit Δ συχνότητα f q
Φασματοσκοπία ηλεκτρονικού παραμαγνητικού συντονισμού χρησιμοποιώντας ένα μόνο τεχνητό άτομοToida Hiraku ,Matsuzaki Yuichiro ,Kosuke Kakuyanagi Omikuron ,Zhu Xiaobo ,William J. Munro ,Yamaguchi Hiroshi AndoShiro Saito
Φυσική επικοινωνιών τόμος 2 , αριθμός άρθρου: 33 ( 2019 ) | Κατεβάστε την παραπομπή
Αφηρημένη
Η φασματοσκοπία ηλεκτρονικού παραμαγνητικού συντονισμού (EPR) είναι μια σημαντική τεχνολογία στη φυσική, τη χημεία, την επιστήμη των υλικών και τη βιολογία. Η ευαίσθητη ανίχνευση με μικρό όγκο δείγματος αποτελεί βασικό στόχο σε αυτές τις περιοχές, διότι είναι ζωτικής σημασίας, για παράδειγμα, για την ανάγνωση μιας κβαντικής μνήμης υψηλής πυκνότητας που βασίζεται σε εξαιρετικά συσσώρευση ή για την ανίχνευση μεταβατικών μετάλλων σε βιοϋλικά. Εδώ, επιδεικνύουμε ένα νέο φασματόμετρο EPR χρησιμοποιώντας ένα μόνο τεχνητό άτομο ως ευαίσθητο ανιχνευτή μαγνητισμού περιστροφής. Το τεχνητό άτομο, ένα υπεραγώγιμο qubit ροής, παρέχει πλεονεκτήματα από την άποψη της ισχυρής σύζευξης του με μαγνητικά πεδία. Υπολογίζουμε ευαισθησία ~ 400 περιστροφών · Hz -1/2 με όγκο μαγνητικής ανίχνευσης περίπου 10 -14 λ 3 (50 femtolitre), όπου λείναι το μήκος κύματος του ακτινοβολημένου μικροκυμάτων. Το τεχνητό μας άτομο λειτουργεί ως ένα εξαιρετικά ευαίσθητο φασματόμετρο EPR με περιοχή κλίμακας micron με μελλοντική ευκαιρία για μέτρηση των μονού περιστροφών στη νανομετρική κλίμακα.
Εισαγωγή
Η μετατροπή ενέργειας από τις περιστροφές προς την κοιλότητα σε ένα ενισχυμένο ρυθμό Purcell διαδραματίζει ουσιαστικό ρόλο και απαιτεί τις περιστροφές για να συντονιστεί με την κοιλότητα. Ένας συμβατικός EPR φασματομετρός βασίζεται στη σύζευξη ανταλλαγής ενέργειας (transverse), όπου οι περιστροφές και ο ανιχνευτής θα πρέπει να είναι έντονες. Συγκεκριμένα, σε μια διαρροή ορίου κοιλότητας, οι σπιν εκπέμπουν κυρίως φώτινες στην αλυσίδα μέτρησης στο Purcell ενισχυμένο ρυθμό χαλάρωσης1, και ο ανιχνευτής απορροφά την ενέργεια των φωτονίων ως σήμα. Πρόσφατα, ευαίσθητα EPR φασματομετρητές βασίζονται σε ένα συντονιστή υπερακτικής έχουν πραγματοποιηθεί2 , 3 , 4 , 5, με μια αλυσίδα μέτρησης που χρησιμοποιεί έναν κβαντικά περιορισμένο ενισχυτή (παραμετρικό ενισχυτή Josephson). Η ευαισθησία αυτών των φασματόμετρων κυμαίνεται από 65 έως 104 περιστροφές · Hz -1/2 και ο όγκος ανίχνευσης συρρικνώνεται σε 10-12 λ 3 (200 fL). Από την άλλη πλευρά, είναι επίσης δυνατό να παρατηρηθεί το φαινόμενο EPR χωρίς κοιλότητα και η ανίχνευση μαγνητισμού 6 είναι ένα τέτοιο παράδειγμα. Μια υπεραγώγιμη συσκευή κβαντικής παρεμβολής (SQUID) παρουσιάζει εξαιρετικά χαρακτηριστικά για την ανίχνευση της μαγνητικής ροής. Πρόσφατα αποδείχθηκε ότι το μέγεθος ενός βρόχου SQUID μπορεί να συρρικνωθεί στο μικρόμετρο 7 , 8 , 9 ή ακόμη και κάτω από το νανομέτρο 10κλίμακα για τη μαγνητομετρία στις επιστήμες των υλικών. Με το συνδυασμό αυτών των μικρο-SQUIDs και ένα on-chip κυματοδηγού μικροκυμάτων, τοπική EPR φασματοσκοπία είναι επίσης συνειδητοποιήσει 11 και η ευαισθησία των 1,5 × 10 4 περιστροφές · Ηζ -1/2 έχει αναφερθεί 12 . Η μαγνητικά διεγερθείσα ανίχνευση δυνάμεως 13 αποδείχθηκε πρόσφατα ότι επιτυγχάνει υψηλή χωρική ανάλυση και η ευαισθησία φτάνει ένα επίπεδο ανίχνευσης περιστροφής ενός ηλεκτρονίου με ενσωμάτωση μεγάλου χρονικού σήματος για την ενίσχυση του λόγου σήματος προς θόρυβο. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η μεταφορά ενέργειας μεταξύ των περιστροφών και του ανιχνευτή καταστέλλεται λόγω της μεγάλης απόκλισης. Έτσι, το σήμα ανιχνεύεται χωρίς σημαντική διαταραχή στο σύστημα περιστροφής.
Αισθητήρες μαγνητικού πεδίου με τη χρήση ενός τεχνητού ατόμου (α qubit ροή υπεραστονία 14 έχουν) καταδειχθεί πρόσφατα 15 , 16. Το υπεραγωγικό ροή qubit έχει δύο διακριτές καταστάσεις που αντιστοιχούν σε δεξιόστροφα και αριστερόστροφα κυκλοφορούντα ρεύματα Ι σ . Τέτοια τρέχουσες καταστάσεις μπορούν να συζευχθούν έντονα με μαγνητικά πεδία που προκαλούνται από τις περιστροφές. Η μαγνητική σύζευξη προκαλεί τη συχνότητα συντονισμού της ροής qubit να μετατοπιστεί, επιτρέποντας έτσι EPR φασματοσκοπία με μικρή διαταραχή στο σύστημα σπιν. Η αντοχή στην αλληλεπίδραση που προκαλείται από τις συνεχείς τρέχουσες καταστάσεις είναι πολύ μεγαλύτερη17 , 18 , 19 από εκείνη των συστημάτων αντέχει βασίζονται 2 ,3 , 4 , 5 , 20 , 21. Αυτή η αλληλεπίδραση έχει επίσης ένα μικρότερο spin-προς-συσκευή απόσταση εξαρτάται από μια σπιν-σπιν αλληλεπίδραση, η οποία μας δίνει τη δυνατότητα να αποδείξουμε τις απομακρυσμένες περιστροφές με υψηλή ευαισθησία. Έτσι, η qubit πρέπει να είναι κατάλληλη για την ανίχνευση ενός μικρού αριθμού περιστροφών.
Σε αυτή την εργασία, δείχνουμε ευαίσθητες τοπικές φασματοσκοπίες EPR χρησιμοποιώντας ένα qubit υπεραντιγόνο ροή. Το σύστημα σπιν-στόχος συνδέεται άμεσα με την τσιπ ροής-qubit να αυξήσει τη δύναμη αλληλεπίδρασης μεταξύ τους. (Er 3+ : Y 2 SiO 5 ) μετράται για να δείξει ότι η ροή qubit λειτουργεί ως αισθητήρας για το πραγματικό σύστημα σπιν. Εδώ, ο συντελεστής g ανισότροπο τανυστή του Er 3+ : Y 2 SiO 5χρησιμοποιείται για να μετατρέψει το μαγνητικό πεδίο εντός της στάθμης στην κατακόρυφη μαγνήτιση, επειδή η qubit ροή είναι ευαίσθητη μόνο στο κάθετο πεδίο και η ροή λειτουργίας της ροής qubit πρέπει να καθορίζεται γύρω από την κβαντική μεσαία ροή. Στη συνέχεια, η EPR φασματοσκοπία εκτελείται για την κενή θέση του αζώτου (NV) σε διαμάντι κάτω από διάφορα αεροπλάνα μαγνητικών πεδίων. Αντλούμε επιτυχώς τους παραμέτρους υλικού (g-παράγοντας και μηδενικής πεδίου διαίρεσης) από το φάσμα διδιάστατο. Η ευαισθησία του φασματομέτρου εκτιμάται ότι είναι ~ 400 περιστροφές · Ηζ -1/2με την αξιολόγηση της συνάρτησης μεταφοράς από τον αριθμό των περιστροφών στην απόκριση του qubit flux και τη μέτρηση του πραγματικού θορύβου του συστήματος. Μπορεί να επιτευχθεί ο όγκος ανίχνευσης υπο-πιλόλιου (~ 50 fL), λόγω του μεγέθους βρόχου μικρόμετρου κλίμακας του qubit ροής. Επί του παρόντος, μετράμε μόνο ένα φάσμα του qubit ροής. Χρησιμοποιώντας παλμικές λειτουργίες στο qubit qubit, θα πρέπει να είμαστε σε θέση να βελτιώσουμε περαιτέρω την ευαισθησία.
Αποτελέσματα
Η αρχή της φασματοσκοπίας EPR
𝑓q= ε ( Φ )2+ Δ2~~~~~~~~~~~√), Όπου η ενεργειακή κατάσταση της qubit ροής διαβάζεται από ένα SQUID χρησιμοποιώντας μία μέθοδο μεταγωγής 22με 1000 επαναλήψεις. Η μαγνητική αλληλεπίδραση μεταξύ των περιστροφών και της ροής qubit πραγματοποιείται με την προσάρτηση του συνολικού στροβίλου απευθείας στο τσιπ ροής-qubit (Σχήμα 1α, β ). Μια πρόσθετη μαγνητική ΔΦ ροή δημιουργείται από το συνημμένο πλήρες σπιν, το οποίο με τη σειρά μετατοπίζει το φάσμα της qubit ροής. Έτσι, όταν η Φ είναι σταθερή, η πόλωση του σπιν ανιχνεύεται ως συχνότητα συντονισμού Δ μετατόπισης f q (Σχήμα 1d ). Για την εκτέλεση EPR φασματοσκοπία, εφαρμόζουμε ένα συνεχές σήμα σπιν διέγερσης, εκτός από την παλμού μικροκυμάτων για την qubit ροής διαμέσου ενός μικροκυμάτων (MW) γραμμή (Σχ. 1γ ).
Σχ. 1
Σχ. 1
Πειραματική εγκατάσταση για μαγνητική συντονιστική φασματοσκοπία χρησιμοποιώντας μια τετραγωνική υπερβολική ροή. η Πειραματική διάταξη. Το σύνολο της περιστροφής συνδέεται απευθείας με την τσιπ ροής-qubit. Η ενεργειακή κατάσταση της qubit ροής αναγνίσταται από την συσκευή υπερκαταρκτικής κβαντικής παρεμβολής (SQUID). Η συνολική περιστροφή και η ροή qubit είναι ενθουσιασμένες με τη γραμμή μικροκυμάτων (MW). Το επίπεδο ( Β || , ματζέντα βέλος) και κάθετο ( Β ⊥ , μπλε βέλος) είναι μαγνητικά πεδία που εφαρμόζονται από υπεραγώγιμα μαγνήτες ώστε να πολώνονται το σύνολο της περιστροφής και για τον έλεγχο της ροής qubit. β Οπτική μικροσκοπική εικόνα του τσιπ ροής-qubit με ένα Er3+ : Y 2 SiO 5 κρύσταλλο. Η περιοχή που εμφανίζεται στην εικόνα είναι πλήρως καλυμένη με το κρύσταλλο. Εκτός από τη μορφή του κυκλώματος, εμφανίζεται ένα μοτίβο που έχει επικαλυφθεί (μπλε-κόκκινο-μπλε, από κάτω αριστερά προς τα πάνω δεξιά). Αυτό προκαλείται από οπτική παρεμβολή μεταξύ του τσιπ και της επιφάνειας του κρυστάλλου. Η συσκευή διαθέτει δύο γραμμές μικροκυμάτων, αλλά μόνο η αριστερή γραμμή μικροκυμάτων χρησιμοποιήθηκε για το πειράμα για να προκαλέσει τα γυρίσματα κοντά στο qubit. Ράβδος κλίμακας: 50 μm. γ Ακολουθία παλμών που χρησιμοποιούνται για το πειραμα.Οι SQUID παλμοί διαβάζουν προς τα έξω και οι κώνοι διέγερσης qubit που χρησιμοποιούνται για τη φασματοσκοπία της qubit ροής. Εκτός από αυτές τις παλμίες, μια συνεχής σήμανση μικροκυμάτων διέγερσης εφαρμόζεται στην ίδια γραμμή MW να προκαλεί το σύνολο σπιν. ρε Ενέργεια φάσμα της qubit ροής. Η συχνότητα συντονισμού ελέγχεται από τη μαγνητική ροή διαπερνά το qubit loop. Για μια σταθερή θέση εργασίας, η εξωτερική μαγνητική ΔΦ ροή που παράγεται από τη συνολική περιστροφή ανιχνεύεται από την μεταβολή της συντονισμού qubit Δ συχνότητα f q
No comments:
Post a Comment