Сигнальные характеристики зарядово-фазового кубит-детектора с параметрическим преобразованием энергии

Abstract

Проведен анализ характеристик квантового частично-когерентного детектора на основе зарядово- фазового кубита, связанного с классическим (ωT < kβT/ħ) резонансным контуром. Показано, что в электромагнитном поле сигнальные характеристики с максимальным коэффициентом преобразования возникают тогда, когда эффективная квантовая индуктивность кубита периодически, с частотой низкочастотных осцилляций вероятности заселенностей энергетических уровней (типа Раби) ΩR ≈ ωT , принимает положительные и отрицательные значения. Обсуждается физическая природа эффекта параметрического преобразования энергии (регенерации) в кубит-детекторе с периодическим изменением знака эффективной индуктивности и его возможное применение в квантовой информатике для регистрации малых сигналов.

Проведено аналіз характеристик квантового частково-когерентного детектора на основі зарядово-фазового кубіта, який пов’язаний із класичним (ωT < kβT/ħ) резонансним контуром. Показано, що в електромагнітному полі сигнальні характеристики з максимальним коефіцієнтом перетворення виникають тоді, коли ефективна квантова індуктивність кубіта періодично, із частотою низькочастотних осциляцій імовірності заселеності енергетичних рівнів (типу Рабі) ΩR ≈ ωT , приймає позитивні та негативні значення. Обговорюється фізична природа ефекту параметричного перетворення енергії (регенерації) у кубіт-детекторі з періодичною зміною знака ефективної індуктивності та його можливе застосування у квантовій інформатиці для реєстрації малих сигналів.

Experimental analysis of the characteristics of the quantum partially coherent detector based on the charge-phase qubit coupled to a classical (ωT < kβT/ħ) resonant circuit is carried out. It is shown that in an electromagnetic field the signal characteristics with a maximum coefficient of transformation appear when the effective quantum inductance of the qubit takes periodically (with Rabi-like frequency ΩR ≈ ωT positive and negative values. The reason of the effect of parametric transformation of energy (regeneration) in the qubit-detector with a periodic change of level population and its possible application in quantum informatics for registration of weak signals are discussed.