О поверхностных акустических волнах и экспериментах по их

О поверхностных акустических волнах и
экспериментах по их взаимодействию с квантовыми
битами
План доклада:
1. Что такое поверхностная акустическая волна?
2. Резонаторы на ПАВ
3. Взаимодействие ПАВ и кубита
4. Перспективы квантовой акустики
5. Наши скромные результаты
Поверхностные акустические волны, средства их генерации и детектирования.
Технологическая сложность изготовления ВШП для квантовой акустики
• Полоски ВШП должны иметь субмикронную толщину для работы в гигагерцовом диапазоне
• Нестабильность расстояния между электродами ВШП приводит к уширению частотной характеристики его
генерации.
• Для узкополосной генерации необходимо большое кол-во электродов ВШП.
Материалы для чипов, работающих на ПАВ
Эквивалентная схема излучающего ВШП и его проводимость
Получение формулы для действительной части проводимости ВШП
Электрический потенциал на пов-ти пьезоэлетрика в волне, возбуждаемой одной парой электродов:
Электрический потенциал в ПАВ, бегущих вправо и влево от ВШП:
Амплитуда электрического потенциала суммарной волны от всех пар элетродов ВШП:
Мощность ПАВ:
Мощность, рассеиваемая на ВШП:
Действительная часть проводимости ВШП:
Резонаторы на ПАВ.
Ключевые геометрические характеристики. Эффективная длина и «интервал» между
модами
Центральная частота:
Скорость ПАВ (в ST-x направлении для кварца):
Толщина полоски в отражающей решётке:
Расстояние между отражающими решётками:
Коэффициент отражения для одной полоски:
Глубина проникания волны в решётку:
Эффективная длина резонатора:
Межмодовый интервал:
Коэффициент отражения решёток и число наблюдаемых резонансных мод
Экспериментальный метод измерения добротности
Результаты измерений добротности ПАВ-резонаторов
Выяснение факторов, влияющих на Qi и Qg
Зависимость Qi от подаваемой в резонатор мощности
Каплинг ПАВ резонатора и кубита
Каплинг между кубитом и резонатором:
Ширина полосы резонатора:
Ширина полосы кубита:
>
;
>
;
Условие для эффективного взаимодействия резонатора и кубита:
Квазиклассическое описание взаимодействия ПАВ и кубита
Структура образца в эксперименте по взаимодействию ПАВ и трансмона
Формула для акустического каплинга трансмона:
Частота перехода кубита подстроенная под акустический резонанс:
Число полос в ВШП-ёмкости трансмона:
Каплинг для случая подложки из арсенида галлия:
Эксперимент 1. Акустическое отражение от кубита в резонансе. Зависимость от мощности.
Эксперимент 2. Акустическое отражение от кубита. Зависимость от частоты.
Эксперимент 3. «Прослушивание» кубита, возбуждённого фотоном.
Эксперимент 4. Регистрирование многократного эхо от кубита.
Эксперимент 5. Двухтоновая спектроскопия???
Используемая литература:
Surface Acoustic Wave Resonators for Quantum
Information
Riccardo Manenti
Пока очень скромные результаты тружеников лаборатории ИКС
F=1,5 GHz
F=3 GHz
Здесь мог быть наш резонатор
Почти резонатор или песнь о злом Ли Тографе
Почти две недели…
Работали мы, как звери…
Почти не спали!
Почти не ели!
Очень резонатор сделать хотели…
Мы технологию крутили, вертели,
В бубны били и мантры пели –
- И много трудностей преодолели!
И вот казалось – почти у цели!
Тут у Ли Тографа во чреве
Загудели, зашумели
Электронные метели…
Стал он козни нам чинить –
- Дозы вдвое больше лить,
И тупить… тупить… тупить –
- Капризы техникой овладели.
Итог – мы всё таки не успели…
Алексей Болгар
11.11.2015
Спасибо за внимание!