超导准粒子放大 transmon：一种面向 meV 尺度声子与单 THz 光子的基于量子比特的传感器

量子计算界抱有极大兴趣，已投入大量研发精力改进超导量子比特。为这些量子比特的设计与制造而开发的技术可直接应用于超低阈值粒子探测器，例如低质量暗物质与远红外光子探测。我们提出一种基于 transmon 量子比特架构并结合信号增强型超导准粒子放大级的新型传感器。我们将这些传感器称为 SQUATs：超导准粒子放大 Transmons（Superconducting Quasiparticle-Amplifying Transmons）。我们详述了该新传感器的工作原理与设计，并预测在最小研发投入下，采用这些传感器图案化的固态探测器可实现对单 THz 光子的灵敏探测，以及在 $\mu\mathrm{s}$ 时间尺度上对探测器吸收体衬底中 $1\,\mathrm{meV}$ 声子的灵敏探测。