嵌入谐振电磁环境中 transmon 的 Bloch 振荡

近期开发的 Josephson 结阵列传输线实现了与多种超导量子器件兼容的强耦合电路电动力学。它们既提供了允许强量子涨落的高阻抗，又提供了可用于探测量子器件（如小型 Josephson 结）的光子模式。在这种高阻抗环境中，流经结的电流伴随着电荷 Bloch 振荡，类似于晶体系统中的振荡。然而，Bloch 振荡与环境光子共振之间的相互作用在很大程度上仍未被探索。在此，我们描述了连接到具有离散光子谱的高阻抗传输线的 transmon 型量子比特中的 Bloch 振荡。Transmon 的特征是具有良好分离的能带，这使得 Bloch 振荡优于 Landau-Zener 隧穿。我们发现了电压-电流关系中的共振，以及 Bloch 振荡发射的光子谱中的共振。Transmon 还会非弹性地散射光子；我们发现了一种类似于反 Stokes 过程的新颖过程的截面，其中光子获得一个 Bloch 振荡量子。我们的结果概述了 Bloch 振荡如何在 DC、MHz 和 GHz 范围内的实验中留下印记。