混合纳米电路中的腔QED：从类原子物理到凝聚态现象

电路QED技术已用于以极高灵敏度操控和探测与微波腔耦合的超导量子比特的量子态。最近，已能够制备新器件，其中超导量子比特被结合纳米导体和金属储层的混合介观电路所取代。这种介观QED提供了研究电子电路中光-物质相互作用的新实验平台。在此，我们介绍介观QED的实验现状及其理论描述。第一类实验聚焦于人工原子极限，其中一些准粒子被困在纳米电路束缚态中。在此极限下，电路QED技术可用于操控和探测电子自由度，如受限电荷、自旋或Andreev对。第二类实验包括利用腔光子揭示纳米导体与费米子储层之间的电子隧穿动力学。例如，已研究了Kondo效应、由接地金属接触引起的电荷弛豫，以及由电压偏置储层引起的光发射。纳米导体与费米子储层之间的隧穿耦合还使人们能够获得分裂库珀对或Majorana束缚态。腔光子是研究这些奇异凝聚态物质的定性新工具。