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Enregistrement W4306253094 · doi:10.1103/physrevb.106.144506

Flux noise in disordered spin systems

2022· article· en· W4306253094 sur OpenAlexafffund
José Alberto Nava Aquino, Rogério de Sousa

Notice bibliographique

RevuePhysical review. B./Physical review. B · 2022
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueQuantum and electron transport phenomena
Établissements canadiensUniversity of Victoria
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésPhysicsCondensed matter physicsSpin (aerodynamics)Noise (video)Quantum noiseQuantum decoherenceQuantum mechanicsSpinsQuantum

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Impurity spins randomly distributed at the surfaces and interfaces of superconducting wires are known to cause flux noise in superconducting quantum interference devices (SQUIDs), providing a dominant mechanism for decoherence in flux-tunable superconducting qubits. While flux noise is well characterized experimentally, the microscopic model underlying spin dynamics remains a great puzzle. The main problem is that first-principles theories based on an integration of the quantum Heisenberg equations of motion for interacting spins are too computationally expensive to capture spin diffusion over large length scales, hindering comparisons between microscopic models and experimental data. In contrast, third-principles approaches lump spin dynamics into a single phenomenological spin-diffusion operator $D{\ensuremath{\nabla}}^{2}$ that is not able to describe the quantum noise regime and connect to microscopic models and different disorder scenarios such as spin clusters. Here we propose an intermediate ``second-principles'' method to describe general spin dissipation and flux noise in the quantum regime. It leads to the interpretation that flux noise arises from the density of paramagnon excitations at the edge of the superconducting wire, with paramagnon-paramagnon interactions leading to spin diffusion, and interactions between paramagnons and other degrees of freedom such as phonons, electrons, and two-level systems leading to spin energy relaxation. At high frequency $\ensuremath{\omega}$, we obtain an upper bound for flux noise, showing that the (super)Ohmic noise observed in experiments is not originating from interacting spin impurities. We apply the method to Heisenberg models in two-dimensional square lattices with a random distribution of vacancies, with nearest-neighbor spins coupled by a constant exchange. Explicit numerical calculations of flux noise show that it follows the observed power law $A/{\ensuremath{\omega}}^{\ensuremath{\alpha}}$, with amplitude $A$ and exponent $\ensuremath{\alpha}$ depending on temperature and inhomogeneities such as spatial confinement and disorder. These results are compared to experiments in niobium and aluminum devices. The method establishes a connection between flux noise experiments and microscopic Hamiltonians with the goal of identifying relevant microscopic mechanisms and guiding strategies for reducing flux noise.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: Théorique ou conceptuel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,005

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0010,002
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,011
Tête enseignante GPT0,320
Écart entre enseignants0,309 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeThéorique ou conceptuel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations4
Publié2022
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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