超导人造分子与微波波导的对称性选择性耦合设计
量子物理
2022-09-22 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
定制结构化量子发射体向其环境的衰减速率，为非线性量子光学、集体现象与量子通信开辟了新途径。在此我们展示一种由两个相同且强耦合 transmon 量子比特构成的人造分子与两条微波波导之间的新型耦合方案。在我们的方案中，耦合经过设计，使得关于置换算符具有相同（相反）对称性的态之间的跃迁主要耦合到其中一条（另一条）波导。基于对称性的耦合选择性，以耦合强度之比量化，在我们器件中对两条波导均超过 30 倍。此外，我们实现了一种由同时驱动两条波导激活的双光子拉曼过程，并表明它可用于相干耦合分子单激发流形中不同对称性的态。利用该过程，我们实现了由分子介导、跨波导的频率转换，效率约为 95%。最后，我们表明这种耦合排布使得直接生成沿波导传播的空间分离贝尔态成为可能。我们预想其在量子热力学、微波光探测与光子-光子门中的进一步应用。
引用
@article{arxiv.2202.12209,
title = {Engineering symmetry-selective couplings of a superconducting artificial molecule to microwave waveguides},
author = {Mohammed Ali Aamir and Claudia Castillo Moreno and Simon Sundelin and Janka Biznárová and Marco Scigliuzzo and Kowshik Erappaji Patel and Amr Osman and D. P. Lozano and Simone Gasparinetti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.12209},
year = {2022}
}