面向超强耦合 regime：基于安德烈夫本征态与微波共振器的耦合研究
介观与纳米尺度物理
2025-09-16 v2 量子物理
摘要
由半导体纳米线制成的Josephson 结拥有安德烈夫本征态，作为调谐型安德烈夫量子比特的物理平台。由于安德烈夫本征态局限于纳米尺度的弱链，通过弱链中流动的状态相关超导电流与 circuit-QED 体系相耦合，因此提升耦合强度是该体系结构的关键挑战。本文展示了由 InAs-Al（核-半壳）纳米线制成的弱链以及嵌入由高动力学电感率薄膜制成的 lumped-element 共振器的超导环的制备与微波表征。我们考察了多种器件，变更弱链长度，并进行光谱分析，发现来自自旋轨道分裂的安德烈夫本征态的配对跃迁和单准粒子跃迁。该方法提供紧凑的几何结构，使共振器在8 GHz 共振频率下实现超过12 kΩ的大阻抗，从而促进系统中的强耦合。对于配对跃迁，实验测得的能级分裂显示出与安德烈夫本征态的490 MHz 耦合。我们应用扰动模型，结果与实验数据良好吻合，并提取最大耦合为968 MHz。此外，我们发现与传输更高的安德烈夫本征态的耦合更强。对单准粒子跃迁的光谱学表明，具有提取的自旋-光子耦合为77 MHz 的自旋轨道分裂的安德烈夫本征态。
引用
@article{arxiv.2502.09243,
title = {Approaching the ultrastrong coupling regime between an Andreev level and a microwave resonator},
author = {O. O. Shvetsov and A. Khola and V. Buccheri and I. P. C. Cools and N. Trnjanin and T. Kanne and J. Nygård and A. Geresdi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.09243},
year = {2025}
}