Revealing charge-tunneling processes between a quantum dot and a superconducting island through gate sensing

We report direct detection of charge-tunneling between a quantum dot and a superconducting island through radio-frequency gate sensing. We are able to resolve spin-dependent quasiparticle tunneling as well as two-particle tunneling involving Cooper pairs. The quantum dot can act as an RF-only sensor to characterize the superconductor addition spectrum, enabling us to access subgap states without transport. Our results provide guidance for future dispersive parity measurements of Majorana modes, which can be realized by detecting the parity-dependent tunneling between dots and islands.Comment: 6 pages, 4 figures, supplemental material included as ancillary fil

Bewertung der Störwirkung beliebiger Störquellen auf die digitale Kommunikation am Beispiel Automotive Ethernet

EMV-Emissionsmessungen haben die Aufgabe sicherzustellen, dass die Prüflinge keine Geräte in der Umgebung stören. Das wichtigste Messgerät hierfür ist seit Jahrzehnten der Messempfänger, der im Frequenzbereich schmalbandig in einem „Sweep“ die Störamplitude erfasst. Wenn das Messergebnis unter dem vorgegebenen Grenzwertverlauf liegt, hat der Prüfling bestanden. Die dieser Vorgehensweise zugrundeliegende Annahme ist, dass der Messempfänger die Störwirkung des Prüflings (Störquelle) auf andere (Störsenke) richtig darstellt. In der Anfangszeit der EMV waren die potenziell gestörten Geräte im Wesentlichen schmalbandige Empfänger (Rundfunkempfänger und Funkgeräte). Ein Messempfänger kann als eine Nachbildung solcher schmalbandiger Empfänger verstanden werden; dementsprechend korreliert der gemessene Pegel bei der Frequenz des Übertragungsbandes in diesen Fällen gut mit der beobachtbaren Störwirkung. Im Laufe der Jahre sind viele weitere Geräte mit andersartiger Funktionsweise dazu gekommen, die potenziell gestört werden können. Besonders wichtig sind hierbei die digitalen Kommunikationssysteme, die inzwischen oft auch sicherheitsrelevante Daten übertragen, beispielsweise beim Kraftfahrzeug und dort in Zukunft auch verstärkt beim autonomen Fahren. Für die messtechnische Bewertung von Störern wird in der EMV derzeit jedoch unverändert der Messempfänger verwendet. In diesem Paper wird nach einer Betrachtung des Standes der Technik am Beispiel des „Automotive Ethernet“ messtechnisch untersucht, wie gut der Messempfänger, sowie die Messung der Amplitudenwahrscheinlichkeitsverteilung die Störwirkung unterschiedlicher Störsignale auf die Übertragung charakterisiert. Auf Grund der Ergebnisse wird daraus ein Vorschlag für eine neue Messmethode abgeleitet und ein geeignetes Messgerät beschrieben

Loss resilience of driven-dissipative remote entanglement in chiral waveguide quantum electrodynamics

Establishing limits of entanglement in open quantum systems is a problem of fundamental interest, with strong implications for applications in quantum information science. Here, we study the limits of entanglement stabilization between remote qubits. We theoretically investigate the loss resilience of driven-dissipative entanglement between remote qubits coupled to a chiral waveguide. We find that by coupling a pair of storage qubits to the two driven qubits, the steady state can be tailored such that the storage qubits show a degree of entanglement that is higher than what can be achieved with only two driven qubits coupled to the waveguide. By reducing the degree of entanglement of the driven qubits, we show that the entanglement between the storage qubits becomes more resilient to waveguide loss. Our analytical and numerical results offer insights into how waveguide loss limits the degree of entanglement in this driven-dissipative system, and they offer important guidance for remote entanglement stabilization in the laboratory, for example using superconducting circuits

Loss resilience of driven-dissipative remote entanglement in chiral waveguide quantum electrodynamics

Establishing limits of entanglement in open quantum systems is a problem of fundamental interest, with strong implications for applications in quantum information science. Here, we study limits of entanglement stabilization between remote qubits. We theoretically investigate the loss resilience of driven-dissipative entanglement between remote qubits coupled to a chiral waveguide. We find that by coupling a pair of storage qubits to the two driven qubits, the steady state can be tailored such that the storage qubits show a degree of entanglement that is higher than what can be achieved with only two driven qubits coupled to the waveguide. By reducing the degree of entanglement of the driven qubits, we show that the entanglement between the storage qubits becomes more resilient to waveguide loss. Our analytical and numerical results offer insights into how waveguide loss limits the degree of entanglement in this driven-dissipative system, and offers important guidance for remote entanglement stabilization in the laboratory, for example using superconducting circuits.Comment: 12 pages, 4 figure

Controllable Single Cooper Pair Splitting in Hybrid Quantum Dot Systems

Cooper pair splitters hold utility as a platform for investigating the entanglement of electrons in Cooper pairs, but probing splitters with voltage-biased Ohmic contacts prevents the retention of electrons from split pairs since they can escape to the drain reservoirs. We report the ability to controllably split and retain single Cooper pairs in a multi-quantum-dot device isolated from lead reservoirs, and separately demonstrate a technique for detecting the electrons emerging from a split pair. First, we identify a coherent Cooper pair splitting charge transition using dispersive gate sensing at GHz frequencies. Second, we utilize a double quantum dot as an electron parity sensor to detect parity changes resulting from electrons emerging from a superconducting island.Comment: 18 pages, 12 figures. D.J. and C.G.P. contributed equally to this wor