用于探索电路量子电动力学中多体量子光学的可调约瑟夫森平台
介观与纳米尺度物理
2019-04-10 v3 量子物理
摘要
将孤立发射体耦合到电磁场单模现已常规实现且被充分理解。当前研究致力于探索发射体耦合到多个电磁模式(EM)的相干动力学。近来,已实现与传输线的超强耦合,其中发射体共振展宽至其频率的显著部分。本工作中,我们对此 regime 获得了显著改进的控制。我们通过结合 transmon 量子比特的简洁性、具有高密度离散模式的定制电磁环境(由超导超材料承载)来实现这一点。这产生了一个独特器件,其中量子比特与多达10个环境模式之间的杂化可直接监测。此外,量子比特共振的频率与展宽可彼此独立地原位调谐。我们通过实验证明,我们的器件将此种可调性与超强耦合以及与其他相关能量尺度可比的量子比特非线性结合在一起。我们还发展了不含任何唯象参数且准确考虑超强耦合与中等非线性下大规模量子电路中真空涨落的理论描述。这一新平台与定量建模的展示,使实验研究量子光学中多体效应的前景更近一步。当前器件的一个局限是量子比特的中等非线性。进一步推进将诱导充分发展的多体效应,如巨 Lamb 位移或多模光场非经典态。观测此类效应将建立量子光学与量子杂质物理之间的有趣联系。
引用
@article{arxiv.1802.00633,
title = {A tunable Josephson platform to explore many-body quantum optics in circuit-QED},
author = {Javier Puertas Martinez and Sebastien Leger and Nicolas Gheeraert and Remy Dassonneville and Luca Planat and Farshad Foroughi and Yuriy Krupko and Olivier Buisson and Cecile Naud and Wiebke Guichard and Serge Florens and Izak Snyman and Nicolas Roch},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.00633},
year = {2019}
}
备注
Main paper and Supplementary Information combined in one file. List of the modifications in the final version: new abstract and introduction, comparison to RWA treatment, more precise capacitance model