双层石墨烯量子点与高阻抗微波谐振器的偶极耦合

我们利用双层石墨烯中的量子点实现了电路量子电动力学（cQED），双层石墨烯是一种成熟的半导体量子比特材料平台，可以承载长寿命的自旋和谷态。所展示的器件将高阻抗（$Z_\mathrm{r} \approx 1 \mathrm{k{\Omega}}$）超导微波谐振器与在石墨烯基范德华异质结构中静电定义的双量子点相结合。子系统之间的电偶极耦合允许谐振器感知双量子点的电极化率，从而重建其电荷稳定性图。我们实现了灵敏且快速的检测，在1 ${\mu}\mathrm{s}$积分时间内信噪比为3.5。通过将耦合引起的谐振器响应变化与输入输出理论进行比较，在色散和共振区域量化了电荷-光子相互作用，得到了最大耦合强度$g/2{\pi} = 49.7 \mathrm{MHz}$。我们的结果引入了cQED作为范德华材料中量子点的探针，并指出了实现双层石墨烯量子点相干电荷-光子耦合的路径。