光之电场：微波光子沿合成维度的传播

电磁谐振腔的等间距模式通过适当的时间调制相互耦合，产生类似于粒子在晶格不同格点间跳跃的动力学。这种以频率空间中的“合成”维度替代晶格真实空间维度的方法，极大降低了模拟量子模拟器的硬件复杂度。因此，高度多模结构的复杂控制与读出可用极少的物理控制线完成。我们在超导传输线谐振腔中用微波光子演示了这一概念：在接近谐振腔自由光谱范围的频率上调制系统参数，并观测时域中光子波包的传播。该线性传播动力学等价于紧束缚模型，我们通过测量频率格点间的散射参数来探测它。我们提取了合成晶格的近似紧束缚色散关系，并初始化了具有明确准动量和群速度的光子波包。作为该平台在模拟物理系统中的一个应用示例，我们演示了周期性势场中粒子在恒定外场作用下的布洛赫振荡。尽管光子电荷为零，所模拟的场仍强烈影响光子动力学。我们对光子沿合成频率维度动力学的观测可立即推广至拓扑光子学和单光子功率水平，并拓展了量子模拟可处理的物理系统范围。