强驱动超导电路中约瑟夫森势的坍缩与反转

嵌入约瑟夫森结的超导电路利用微波驱动来控制量子态并进行测量。虽然增加驱动功率对于提高这些操作的效率是可取的，但它最终会触发向不受控制态的不期望跃迁。虽然仔细选择电路对称性和参数可以减轻这些影响，但杂散电路模式的存在破坏了高功率下的鲁棒性。在这项工作中，我们设计了一个没有任何有害不期望跃迁的transmon-谐振器系统。这种鲁棒性使我们能够达到驱动功率，在此功率下我们揭示了一个显著的物理现象：约瑟夫森势的坍缩和反转。通过光谱学和读出实验，我们确认被驱动的势能随着功率的增加而趋于零并反转。这种反转对应于transmon在其不稳定平衡点处的动力学稳定，直接类似于倒立摆。这一结果揭示了强驱动超导电路在驱动诱导跃迁之外的一个新限制。此外，约瑟夫森势的动力学重整化为超导电路的控制以及抗噪量子态的自主稳定开辟了新的途径。