Superconducting qubits coupled to nanoelectromechanical resonators: An architecture for solid-state quantum-information processing

Physical Review A - Atomic, Molecular, and Optical Physics

Volumn 71, Issue 3, 2005, Pages

  Geller, M R ^a   Cleland, A N ^b  

^a UNIVERSITY OF GEORGIA   (United States)

^b UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EIGENSTATES; NANOELECTROMECHANICAL (NEMS) DEVICES; QUANTUM CIRCUITS; QUBITS;

DATA PROCESSING; ELECTRODYNAMICS; ELECTROMAGNETISM; ELECTROMECHANICAL DEVICES; RESONATORS; SEMICONDUCTOR JUNCTIONS; SUPERCONDUCTING MATERIALS;

QUANTUM THEORY;

EID: 18444366153     PISSN: 10502947     EISSN: 10941622     Source Type: Journal    
DOI: 10.1103/PhysRevA.71.032311     Document Type: Article

References (77)

1. Y. Makhlin, G. Schön, and A. Shnirman, Rev. Mod. Phys. 73, 357 (2001).
2. Y. Yu, S. Han, X. Chu, S.-I. Chu, and Z. Wang, Science 296, 889 (2002).
3. J. M. Martinis, S. Nam, J. Aumentado, and C. Urbina, Phys. Rev. Lett. 89, 117901 (2002).
4. Y. Nakamura, Y. A. Pashkin, and J. S. Tsai, Nature (London) 398, 786 (1999).
5. Y. Nakamura, Y. A. Pashkin, T. Yamamoto, and J. S. Tsai, Phys. Rev. Lett. 88, 047901 (2002).
6. V. Vion, A. Aassime, A. Cottet, P. Joyez, H. Pothier, C. Urbina, D. Esteve, and M. H. Devoret, Science 296, 886 (2002).
7. A. J. Leggett, Science 296, 861 (2002).
8. See the Search and Discovery article, R. Fitzgerald, Phys. Today 55(6), 14 (2002).
9. Y. A. Pashkin, T. Yamamoto, O. Astafiev, Y. Nakamura, D. V. Averin, and J. S. Tsai, Nature (London) 421, 823 (2003).
10. I. Chiorescu, Y. Nakamura, C. J. P. M. Harmans, and J. E. Mooij, Science 299, 1869 (2003).
11. A. J. Berkley, H. Xu, R. C. Ramos, M. A. Gubrud, F. W. Strauch, P. R. Johnson, J. R. Anderson, A. J. Dragt, C. J. Lobb, and F. C. Wellstood, Science 300, 1548 (2003).
12. T. Yamamoto, Y. A. Pashkin, O. Astafiev, Y. Nakamura, and J. S. Tsai, Nature (London) 425, 941 (2003).
13. D. S. Crankshaw, K. Segall, D. Nakada, T. P. Orlando, L. S. Levitov, S. Lloyd, S. O. Valenzuela, N. Markovic, M. Tinkham, and K. K. Berggren, Phys. Rev. B 69, 144518 (2004).
14. R. W. Simmonds, K. M. Lang, D. A. Hite, S. Nam, D. P. Pappas, and J. M. Martinis, Phys. Rev. Lett. 93, 077003 (2004).
15. A. Wallraff, D. I. Schuster, A. Biais, L. Frunzio, R.-S. Huang, J. Majer, S. Kumar, S. M. Girvin, and R. J. Schoelkopf, Nature (London) 431, 162 (2004).
16. K. B. Cooper, M. Steffen, R. McDermott, R. W. Simmonds, S. Oh, D. A. Hite, D. P. Pappas, and J. M. Martinis, Phys. Rev. Lett. 93, 180401 (2004).
17. A. Shnirman, G. Schön, and Z. Hermon, Phys. Rev. Lett. 79, 2371 (1997).
18. Y. Makhlin, G. Schön, and A. Shnirman, Nature (London) 398, 305 (1999).
19. J. E. Mooij, T. P. Orlando, L. S. Levitov, L. Tian, C. H. van der Wal, and S. Lloyd, Science 285, 1036 (1999).
20. Y. Makhlin, G. Schön, and A. Shnirman, J. Low Temp. Phys. 118, 751 (2000).
21. J. Q. You, J. S. Tsai, and F. Nori, Phys. Rev. Lett. 89, 197902 (2002).
22. S. P. Yukon, Physica C 368, 320 (2002).
23. A. Y. Smirnov and A. M. Zagoskin, e-print cond-mat/0207214.
24. A. Biais, A. M. van den Brink, and A. M. Zagoskin, Phys. Rev. Lett. 90, 127901 (2003).
25. F. Plastina and G. Falci, Phys. Rev. B 67, 224514 (2003).
26. X. Zhou, M. Wulf, Z. Zhou, G. Guo, and M. J. Feldman, Phys. Rev. A 69, 030301 (2004).
27. O. Buisson and F. W. J. Hekking, in Macroscopic Quantum Coherence and Quantum Computing, edited by D. V. Averin, B. Ruggiero, and P. Silvestrini (Kluwer Academic, New York, 2001), pp. 137-145.
28. A. Biais, R.-S. Huang, A. Wallraff, S. M. Girvin, and R. J. Schoelkopf, Phys. Rev. A 69, 062320 (2004).
29. S. M. Girvin, R.-S. Huang, A. Biais, A. Wallraff, and R. J. Schoelkopf, e-print cond-mat/0405710.
30. F. Marquardt and C. Bruder, Phys. Rev. B 63, 054514 (2001).
31. F. W. J. Hekking, O. Buisson, F. Balestro, and M. G. Vergniory, e-print cond-mat/0201284.
32. S.-L. Zhu, Z. D. Wang, and K. Yang, Phys. Rev. A 68, 03430 (2003).
33. A. D. Armour, M. P. Blencowe, and K. C. Schwab, Phys. Rev. Lett. 88, 148301 (2002).
34. A. D. Armour, M. P. Blencowe, and K. C. Schwab, Physica B 316, 406 (2002b).
35. E. K. Irish and K. Schwab, Phys. Rev. B 68, 155311 (2003).
36. L. B. Ioffe, V. B. Geshkenbein, M. V. Feigelman, A. L. Fauchere, and G. Blatter, Nature (London) 398, 679 (1999).
37. A. Biais and A. M. Zagoskin, Phys. Rev. A 61, 042308 (2000).
38. F. Plastina, R. Fazio, and G. M. Palma, Phys. Rev. B 64, 113306 (2001).
39. J. Siewert and R. Fazio, Phys. Rev. Lett. 87, 257905 (2001).
40. L. B. Ioffe, M. V. Feigelman, A. Ioselevich, D. Ivanov, M. Troyer, and G. Blatter, Nature (London) 415, 503 (2002).
41. L. Tian, S. Lloyd, and T. P. Orlando, Phys. Rev. B 65, 144516 (2002).
42. E. Paladino, L. Faoro, G. Falci, and R. Fazio, Phys. Rev. Lett. 88, 228304 (2002).
43. L. B. Ioffe and M. V. Feigelman, Phys. Rev. B 66, 224503 (2002).
44. L. Faoro, J. Siewert, and R. Fazio, Phys. Rev. Lett. 90, 028301 (2003).
45. P. R. Johnson, F. W. Strauch, A. J. Dragt, R. C. Ramos, C. J. Lobb, J. R. Anderson, and F. C. Wellstood, Phys. Rev. B 67, 020509 (2003).
46. A. Zazunov, V. S. Shumeiko, E. N. Bratus, J. Lantz, and G. Wendin, Phys. Rev. Lett. 90, 087003 (2003).
47. J. M. Martinis, S. Nam, J. Aumentado, K. M. Lang, and C. Urbina, Phys. Rev. B 67, 094510 (2003).
48. M. D. Kim, D. Shin, and J. Hong, Phys. Rev. B 68, 134513 (2003).
49. F. W. Strauch, P. R. Johnson, A. J. Dragt, C. J. Lobb, J. R. Anderson, and F. C. Wellstood, Phys. Rev. Lett. 91, 167005 (2003).
50. M. Steffen, J. M. Martinis, and I. L. Chuang, Phys. Rev. B 68, 224518 (2003).
51. A. N. Cleland and M. R. Geller, Phys. Rev. Lett. 93, 070501 (2004).
52. R used in Ref. [2] was at best of order 10.
53. R. G. Knobel and A. N. Cleland, Nature (London) 424, 291 (2003).
54. M. D. LaHaye, O. Buu, B. Camarota, and K. C. Schwab, Science 304, 74 (2004).
55. M. P. Blencowe, Phys. Rep. 395, 159 (2004).
56. W. C. Stewart, Appl. Phys. Lett. 12, 277 (1968).
57. D. E. McCumber, J. Appl. Phys. 39, 3113 (1968).
58. A. O. Caldeira and A. J. Leggett, Ann. Phys. (N.Y.) 149, 374 (1983).
59. J. M. Martinis, M. H. Devoret, and J. Clarke, Phys. Rev. Lett. 55, 1543 (1985).
60. J. M. Martinis, M. H. Devoret, and J. Clarke, Phys. Rev. B 35, 4682 (1987).
61. J. Clarke, A. N. Cleland, M. H. Devoret, D. Esteve, and J. M. Martinis, Science 239, 992 (1988).
62. W. Zwerger, A. T. Dorsey, and M. P. A. Fisher, Phys. Rev. B 34, 6518 (1986).
63. T. A. Fulton and L. N. Dunkleberger, Phys. Rev. B 9, 4760 (1974).
64. M. H. Devoret, J. M. Martinis, D. Esteve, and J. Clarke, Phys. Rev. Lett. 53, 1260 (1984).
65. M. H. Devoret, D. Esteve, J. M. Martinis, A. N. Cleland, and J. Clarke, Phys. Rev. B 36, 58 (1987).
66. M. H. Devoret, J. M. Martinis, and J. Clarke, Phys. Rev. Lett. 55, 1908 (1985).
67. W. den Boer and R. de Bruyn Ouboter, Physica B & C 98, 185 (1980).
68. L. D. Jackel, J. P. Gordon, E. L. Hu, R. E. Howard, L. A. Fetter, D. M. Tennant, R. W. Epworth, and J. Kurkijarvi, Phys. Rev. Lett. 47, 697 (1981).
69. R. Ruby and P. Merchant, in Technical Digest of the 1994 IEEE International Frequency Control Symposium (IEEE, Piscataway, NJ, 1994), pp. 135-138.
70. R. Ruby, P. Bradley, J. Larson, Y. Oshmyansky, and D. Figueredo, in Technical Digest of the 2001 IEEE International Solid-State Circuits Conference (IEEE, Piscataway, NJ, 2001), p. 120.
71. X. M. H. Huang, C. A. Zorman, M. Mehregany, and M. L. Roukes, Nature (London) 421, 496 (2003).
72. A. N. Cleland, M. Pophristic, and I. Ferguson, Appl. Phys. Lett. 79, 2070 (2001).
73. 0 and g.
74. O. Ambacher, J. Phys. D 31, 2653 (1998).
75. B. A. Auld, Acoustic Fields and Waves in Solids Vol. 1, 2nd ed. (Krieger Publishing, Melbourne, 1990).
76. M. O. Scully and M. S. Zubairy, Quantum Optics (Cambridge University Press, Cambridge, England, 1997).
77. X. Maître, E. Hagley, G. Nogues, C. Wunderlich, P. Goy, M. Brune, J. M. Raimond, and S. Haroche, Phys. Rev. Lett. 79, 769 (1997).