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Reaching the ultimate energy resolution of a quantum detector.
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2020-01-17 , DOI: 10.1038/s41467-019-14247-2 Bayan Karimi 1 , Fredrik Brange 2 , Peter Samuelsson 2 , Jukka P Pekola 1
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2020-01-17 , DOI: 10.1038/s41467-019-14247-2 Bayan Karimi 1 , Fredrik Brange 2 , Peter Samuelsson 2 , Jukka P Pekola 1
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Quantum calorimetry, the thermal measurement of quanta, is a method of choice for ultrasensitive radiation detection ranging from microwaves to gamma rays. The fundamental temperature fluctuations of the calorimeter, dictated by the coupling of it to the heat bath, set the ultimate lower bound of its energy resolution. Here we reach this limit of fundamental equilibrium fluctuations of temperature in a nanoscale electron calorimeter, exchanging energy with the phonon bath at very low temperatures. The approach allows noninvasive measurement of energy transport in superconducting quantum circuits in the microwave regime with high efficiency, opening the way, for instance, to observe quantum jumps, detecting their energy to tackle central questions in quantum thermodynamics.
中文翻译：
达到量子探测器的终极能量分辨率。
量子量热法是量子的热测量，是从微波到伽马射线等超灵敏辐射检测的首选方法。热量计的基本温度波动由其与热浴的耦合决定，设定了其能量分辨率的最终下限。在这里，我们达到了纳米级电子热量计中温度基本平衡波动的极限，在非常低的温度下与声子浴交换能量。该方法可以在微波范围内高效地对超导量子电路中的能量传输进行非侵入性测量，从而为观察量子跃迁、检测其能量以解决量子热力学的核心问题等开辟了道路。
更新日期：2020-01-17
中文翻译：
达到量子探测器的终极能量分辨率。
量子量热法是量子的热测量，是从微波到伽马射线等超灵敏辐射检测的首选方法。热量计的基本温度波动由其与热浴的耦合决定，设定了其能量分辨率的最终下限。在这里，我们达到了纳米级电子热量计中温度基本平衡波动的极限，在非常低的温度下与声子浴交换能量。该方法可以在微波范围内高效地对超导量子电路中的能量传输进行非侵入性测量，从而为观察量子跃迁、检测其能量以解决量子热力学的核心问题等开辟了道路。
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