基于量子霍尔等离激元学的传输线与谐振器：电磁场、衰减及与量子比特的耦合
介观与纳米尺度物理
2019-07-17 v1 量子物理
摘要
量子霍尔边缘态具有一些可用于测量和控制固态量子比特的特征。例如，其高电压电流比和无耗散特性可用于制造特征阻抗约为电阻量子 的低损耗微波传输线与谐振器。高阻抗保证了每光子电压较高，因此高阻抗谐振器可用于获得与具有小电荷偶极矩系统（如自旋量子比特）更大的耦合值。本文对电容耦合到外部电极的量子霍尔效应器件的物理进行了微观分析。这些器件中的电流由边缘磁等离激元激发携带，通过使用适用于广泛量子霍尔材料的半经典模型，我们讨论了多种感兴趣情形中电磁场的空间分布。此外，我们进行了数值分析以估计这些激发的寿命，并从数值中推导出量化量子霍尔谐振器中 因子的简单拟合公式。随后我们探讨了达到强光子-量子比特耦合 regime 的可能性，即相互作用强度高于系统损耗。我们计算了边缘磁等离激元与单态-三重态量子比特间的库仑耦合强度，得到量级为 的耦合参数；将这些值与谐振器中估计的衰减相比，我们发现对于实际量子比特设计，耦合确实可以很强。
引用
@article{arxiv.1901.01455,
title = {Transmission lines and resonators based on quantum Hall plasmonics: electromagnetic field, attenuation and coupling to qubits},
author = {Stefano Bosco and David P. DiVincenzo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.01455},
year = {2019}
}