带有微机械谐振器的混合电路腔量子电动力学

具有本质上不同自由度的混合量子系统在许多物理现象中发挥着关键作用。著名的例子包括腔量子电动力学、囚禁离子，或固体中的电子和声子。在这里，强耦合使各组成部分失去其个体特征并形成缀饰态。除了基础重要性外，混合系统还可被用于实际目的，特别是在新兴的量子信息控制领域。长寿命原子态与超导腔和量子比特中可访问的电自由度相结合提供了一个有前景的方向。在此，我们将电路腔量子电动力学与声子相集成。除了与微波腔耦合外，我们的超导 transmon 量子比特还与微机械谐振器中的声子模式相互作用，从而代表了一个耦合到两个不同腔的原子。我们测量了声子 Stark 移动，以及量子比特谱线分裂为运动边带，这些边带展示了缀饰机电态之间的跃迁。在时域中，我们观察到量子比特激发到声子的相干转换，表现为边带 Rabi 振荡。这是一个具有量子接口潜力的模型系统，可能允许在长寿命声子态中存储量子信息、与光子耦合，或用于研究接近经典极限的强耦合量子系统。