Перестраиваемый по частоте счетчик микроволновых фотонов на основе сверхпроводящего квантового интерферометра
Различные типы однофотонных счетчиков, работающих в инфракрасном, ультрафиолетовом и оптическом диапазонах, успешно используются для изучения электромагнитных полей, анализа источников излучения и решения задач квантовой информатики. Однако в миллиметровом, сантиметровом и дециметровом диапазонах дл...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физика низких температур |
|---|---|
| Дата: | 2018 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2018
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/175974 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Перестраиваемый по частоте счетчик микроволновых фотонов на основе сверхпроводящего квантового интерферометра / В.И. Шнырков, Wu Yangcao, А.А. Сорока, О.Г. Турутанов, В.Ю. Ляхно // Физика низких температур. — 2018. — Т. 44, № 3. — С. 281-291. — Бібліогр.: 47 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-175974 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Шнырков, В.И. Yangcao, Wu Сорока, А.А. Турутанов, О.Г. Ляхно, В.Ю. 2021-02-03T08:35:57Z 2021-02-03T08:35:57Z 2018 Перестраиваемый по частоте счетчик микроволновых фотонов на основе сверхпроводящего квантового интерферометра / В.И. Шнырков, Wu Yangcao, А.А. Сорока, О.Г. Турутанов, В.Ю. Ляхно // Физика низких температур. — 2018. — Т. 44, № 3. — С. 281-291. — Бібліогр.: 47 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 03.67.Hk, 07.20.Mc, 85.25.Dq, 85.25.Pb https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/175974 Различные типы однофотонных счетчиков, работающих в инфракрасном, ультрафиолетовом и оптическом диапазонах, успешно используются для изучения электромагнитных полей, анализа источников излучения и решения задач квантовой информатики. Однако в миллиметровом, сантиметровом и дециметровом диапазонах длин волн принципы их работы становятся неэффективными из-за уменьшения энергии кванта на 4–5 порядков. Джозефсоновские цепи с дискретными гамильтонианами и кубиты являются хорошим фундаментом для построения однофотонных счетчиков на этих частотах. В работе рассматриваются перестраиваемые по частоте счетчики микроволновых фотонов на основе одноконтактного сверхпроводящего квантового интерферометра и потокового кутрита. Импульс управления превращает интерферометр в двухуровневую систему для резонансного поглощения фотона. Распад индуцированного фотоном возбужденного состояния изменяет значение магнитного потока в интерферометре, которое измеряется СКВИД-магнитометром. Обсуждаются схемы регистрации магнитного потока ПТ СКВИДом или идеальным параметрическим детектором на основе кутрита с высокочастотным возбуждением. Показано, что счетчик, состоящий из интерферометра с джозефсоновским контактом и параметрического детектора, обладает высоким быстродействием и позволяет регистрировать одиночные фотоны в микроволновом диапазоне. Різні типи однофотонних лічильників, що працюють в інфрачервоному, ультрафіолетовому і оптичному діапазонах, успішно використовуються для вивчення електромагнітних полів, аналізу джерел випромінювання та вирішення проблем квантової інформатики. Проте в міліметровому, сантиметровому і дециметровому діапазонах довжин хвиль принципи їхньої роботи стають неефективними через зменшення енергії кванта на 4–5 порядків. Джозефсонівскі ланцюги з дискретними гамільтоніанами і кубіти є хорошим фундаментом для побудови однофотонних лічильників на цих частотах. У роботі розглядаються перестроювальні за частотою лічильники мікрохвильових фотонів на основі одноконтактного надпровідного інтерферометра та потокового кутріту. Керуючий імпульс перетворює інтерферометр на дворівневу систему для резонансного поглинання мікрохвильового фотона. Розпад індукованого фотоном збудженого стану змінює значення магнітного потоку в інтерферометрі, яке вимірюється СКВІДмагнітометром. Обговорюються схеми реєстрації магнітного потоку ПС СКВІДом або ідеальним параметричним детектором на основі кутріту з високочастотним збудженням. Показано, що лічильник, що складається із інтерферометра з джозефсонівским контактом та параметричного детектора, має високу швидкодію і дозволяє реєструвати поодинокі фотони в мікрохвильовому діапазоні. Various types of single photon counters operating in infrared, ultraviolet and optical wavelength range are successfully used for exploring electromagnetic fields, radiation source analysis and solving problems of quantum informatics. However, in millimeter, centimeter and decimeter wavelength range their operation principles become ineffective since the quantum energy is 4–5 orders of magnitude lower. Josephson circuits with discrete Hamiltonians and qubits are a good base for constructing single photon counters at these frequencies. In the paper frequency-tuned counters of microwave photons are considered based on a superconductive singlejunction interferometer and a flux qutrit. The control pulse turns the interferometer into a two-level system capable of resonant absorbing the microwave photon. The decay of the photon-induced excited state changes magnetic flux in the interferometer that is measured by a SQUID magnetomer. The readout circuits of the magnetic flux are discussed including a dc SQUID or an ideal parametric detector based on an rf-driven qutrit. It is shown that the counter based on the interferometer with a Josephson junction and the parametric detector demonstrates high performance rate and is capable of detecting single photons in microwave wavelength range. ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Сверхпроводимость и низкотемпературная микроэлектроника Перестраиваемый по частоте счетчик микроволновых фотонов на основе сверхпроводящего квантового интерферометра Frequency-tuned microwave-photon counter based on a superconductive quantum interferometer Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Перестраиваемый по частоте счетчик микроволновых фотонов на основе сверхпроводящего квантового интерферометра |
| spellingShingle |
Перестраиваемый по частоте счетчик микроволновых фотонов на основе сверхпроводящего квантового интерферометра Шнырков, В.И. Yangcao, Wu Сорока, А.А. Турутанов, О.Г. Ляхно, В.Ю. Сверхпроводимость и низкотемпературная микроэлектроника |
| title_short |
Перестраиваемый по частоте счетчик микроволновых фотонов на основе сверхпроводящего квантового интерферометра |
| title_full |
Перестраиваемый по частоте счетчик микроволновых фотонов на основе сверхпроводящего квантового интерферометра |
| title_fullStr |
Перестраиваемый по частоте счетчик микроволновых фотонов на основе сверхпроводящего квантового интерферометра |
| title_full_unstemmed |
Перестраиваемый по частоте счетчик микроволновых фотонов на основе сверхпроводящего квантового интерферометра |
| title_sort |
перестраиваемый по частоте счетчик микроволновых фотонов на основе сверхпроводящего квантового интерферометра |
| author |
Шнырков, В.И. Yangcao, Wu Сорока, А.А. Турутанов, О.Г. Ляхно, В.Ю. |
| author_facet |
Шнырков, В.И. Yangcao, Wu Сорока, А.А. Турутанов, О.Г. Ляхно, В.Ю. |
| topic |
Сверхпроводимость и низкотемпературная микроэлектроника |
| topic_facet |
Сверхпроводимость и низкотемпературная микроэлектроника |
| publishDate |
2018 |
| language |
Russian |
| container_title |
Физика низких температур |
| publisher |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Frequency-tuned microwave-photon counter based on a superconductive quantum interferometer |
| description |
Различные типы однофотонных счетчиков, работающих в инфракрасном, ультрафиолетовом и оптическом диапазонах, успешно используются для изучения электромагнитных полей, анализа источников излучения и решения задач квантовой информатики. Однако в миллиметровом, сантиметровом и дециметровом диапазонах длин волн принципы их работы становятся неэффективными из-за уменьшения энергии кванта на 4–5 порядков. Джозефсоновские цепи с дискретными гамильтонианами и кубиты являются хорошим фундаментом для построения однофотонных счетчиков на этих частотах. В работе рассматриваются перестраиваемые по частоте счетчики микроволновых фотонов на основе одноконтактного сверхпроводящего квантового интерферометра и потокового кутрита. Импульс управления превращает интерферометр в двухуровневую систему для резонансного поглощения фотона. Распад индуцированного фотоном возбужденного состояния изменяет значение магнитного потока в интерферометре, которое измеряется СКВИД-магнитометром. Обсуждаются схемы регистрации магнитного потока ПТ СКВИДом или идеальным параметрическим детектором на основе кутрита с высокочастотным возбуждением. Показано, что счетчик, состоящий из интерферометра с джозефсоновским контактом и параметрического детектора, обладает высоким быстродействием и позволяет регистрировать одиночные фотоны в микроволновом диапазоне.
Різні типи однофотонних лічильників, що працюють в інфрачервоному, ультрафіолетовому і оптичному діапазонах, успішно використовуються для вивчення електромагнітних полів, аналізу джерел
випромінювання та вирішення проблем квантової інформатики. Проте в міліметровому, сантиметровому
і дециметровому діапазонах довжин хвиль принципи їхньої роботи стають неефективними через зменшення енергії кванта на 4–5 порядків. Джозефсонівскі ланцюги з дискретними гамільтоніанами і кубіти є
хорошим фундаментом для побудови однофотонних лічильників на цих частотах. У роботі розглядаються перестроювальні за частотою лічильники мікрохвильових фотонів на основі одноконтактного надпровідного інтерферометра та потокового кутріту. Керуючий імпульс перетворює інтерферометр на
дворівневу систему для резонансного поглинання мікрохвильового фотона. Розпад індукованого фотоном збудженого стану змінює значення магнітного потоку в інтерферометрі, яке вимірюється СКВІДмагнітометром. Обговорюються схеми реєстрації магнітного потоку ПС СКВІДом або ідеальним параметричним детектором на основі кутріту з високочастотним збудженням. Показано, що лічильник, що
складається із інтерферометра з джозефсонівским контактом та параметричного детектора, має високу
швидкодію і дозволяє реєструвати поодинокі фотони в мікрохвильовому діапазоні.
Various types of single photon counters operating in
infrared, ultraviolet and optical wavelength range are
successfully used for exploring electromagnetic fields,
radiation source analysis and solving problems of quantum informatics. However, in millimeter, centimeter and
decimeter wavelength range their operation principles
become ineffective since the quantum energy is 4–5 orders of magnitude lower. Josephson circuits with discrete Hamiltonians and qubits are a good base for constructing single photon counters at these frequencies. In
the paper frequency-tuned counters of microwave photons are considered based on a superconductive singlejunction interferometer and a flux qutrit. The control
pulse turns the interferometer into a two-level system
capable of resonant absorbing the microwave photon.
The decay of the photon-induced excited state changes
magnetic flux in the interferometer that is measured by
a SQUID magnetomer. The readout circuits of the magnetic flux are discussed including a dc SQUID or an
ideal parametric detector based on an rf-driven qutrit. It
is shown that the counter based on the interferometer
with a Josephson junction and the parametric detector
demonstrates high performance rate and is capable of
detecting single photons in microwave wavelength
range.
|
| issn |
0132-6414 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/175974 |
| citation_txt |
Перестраиваемый по частоте счетчик микроволновых фотонов на основе сверхпроводящего квантового интерферометра / В.И. Шнырков, Wu Yangcao, А.А. Сорока, О.Г. Турутанов, В.Ю. Ляхно // Физика низких температур. — 2018. — Т. 44, № 3. — С. 281-291. — Бібліогр.: 47 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT šnyrkovvi perestraivaemyipočastotesčetčikmikrovolnovyhfotonovnaosnovesverhprovodâŝegokvantovogointerferometra AT yangcaowu perestraivaemyipočastotesčetčikmikrovolnovyhfotonovnaosnovesverhprovodâŝegokvantovogointerferometra AT sorokaaa perestraivaemyipočastotesčetčikmikrovolnovyhfotonovnaosnovesverhprovodâŝegokvantovogointerferometra AT turutanovog perestraivaemyipočastotesčetčikmikrovolnovyhfotonovnaosnovesverhprovodâŝegokvantovogointerferometra AT lâhnovû perestraivaemyipočastotesčetčikmikrovolnovyhfotonovnaosnovesverhprovodâŝegokvantovogointerferometra AT šnyrkovvi frequencytunedmicrowavephotoncounterbasedonasuperconductivequantuminterferometer AT yangcaowu frequencytunedmicrowavephotoncounterbasedonasuperconductivequantuminterferometer AT sorokaaa frequencytunedmicrowavephotoncounterbasedonasuperconductivequantuminterferometer AT turutanovog frequencytunedmicrowavephotoncounterbasedonasuperconductivequantuminterferometer AT lâhnovû frequencytunedmicrowavephotoncounterbasedonasuperconductivequantuminterferometer |
| first_indexed |
2025-12-01T23:18:18Z |
| last_indexed |
2025-12-01T23:18:18Z |
| _version_ |
1850861128108736512 |