MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
■001000017164712
■00520250211153034
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798346876762
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI31637412
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530
■1001  ▼aMittal,  Sarang.▼0(orcid)0000-0002-1025-5782
■24510▼aEnhanced  Cooperativity  in  a  Near-Quantum  Microwave-to-Optical  Transducer
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  Colorado  at  Boulder▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a208  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-06,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Lehnert,  Konrad  W.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Colorado  at  Boulder,  2024.
■520    ▼aOne  of  the  main  thrusts  of  quantum  science  over  the  past  few  decades  has  been  the  development  of  quantum  networks  for  the  purposes  of  secure  communication,  enhanced  detector  sensitivity,  and  advanced  computing.  Realizing  such  a  network  of  superconducting  quantum  processors  that  communicate  via  optical  fibers  would  leverage  the  high  fidelity  quantum  signal  processing  of  superconducting  circuits  and  the  thermal  robustness  of  infrared  light  but  requires  a  transducer  capable  of  connecting  these  two  sections  of  the  electromagnetic  spectrum  separated  by  five  orders  of  magnitude  in  energy.  This  thesis  explores  the  optimization  of  a  transducer  architecture  where  the  mechanical  mode  of  a  Si3N4  membrane  mediates  the  coupling  of  a  superconducting  lumped-element  circuit  and  a  Fabry-Perot  optical  cavity.  We  aim  to  maximize  the  coupling  of  these  three  harmonic  oscillator  to  each  other  while  shielding  them  from  noisy  processes  that  would  decohere  quantum  signals.  This  architecture  has  led  to  transducers  with  unparalleled  efficiency  and  continuous  operation.  Enhanced  cooperativity  between  the  optical  cavity  and  mechanical  oscillator  enabled  optically-detected  readout  of  a  superconducting  qubit  and  optomechanical  ground  state  cooling  with  negligible  laser-induced  heating  of  the  superconducting  qubit  and  microwave  circuit.  To  surpass  the  threshold  for  quantum-enabled  operation,  we  subsequently  improved  the  cooperativity  between  the  microwave  circuit  and  mechanical  oscillator  by  reducing  the  microwave  loss  and  noise  from  two-level-system-like  defects  in  the  Si3N4  dielectric.  When  combined  with  enhanced  coupling  between  the  circuit  and  membrane  or  improved  mechanical  isolation,  we  project  that  this  architecture  will  be  capable  of  transducing  quantum  signals  between  the  microwave  and  optical  regimes  with  a  signal-to-noise  greater  than  one.
■590    ▼aSchool  code:  0051.
■650  4▼aPhysics
■650  4▼aApplied  physics
■650  4▼aQuantum  physics
■650  4▼aNanotechnology
■653    ▼aCavity  optomechanics
■653    ▼aQuantum  network
■653    ▼aQuantum  transduction
■653    ▼aSuperconducting  circuits
■653    ▼aTwo-level  system
■690    ▼a0605
■690    ▼a0599
■690    ▼a0652
■690    ▼a0215
■71020▼aUniversity  of  Colorado  at  Boulder▼bPhysics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-06B.
■790    ▼a0051
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17164712▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

Preview

Export

ChatGPT Discussion

AI Recommended Related Books