约瑟夫森超材料中的克尔反转与行波参量放大
量子物理
2022-05-04 v4 介观与纳米尺度物理
摘要
约瑟夫森超材料近年来已成为超导量子科学与技术中极具前景的平台。其独特潜力在于能够在亚波长尺度上进行设计，从而实现对波色散与非线性相互作用的完全控制。在本文中，我们报道了一种具有强三阶非线性且可从正值调谐至负值、并抑制了二阶非线性的多功能约瑟夫森传输线。作为该多用途超材料的初步实现，我们将其用于演示行波参量放大中的反转克尔相位匹配机制。与以往最先进的相位匹配方法相比，这种反转克尔相位匹配避免了传输中出现带隙，可减少增益纹波，并允许在空前宽的范围内对放大频带进行原位调谐。除了在放大性能上取得这些显著进展并可直接应用于超导量子计算与宽带压缩态产生外，行波结构中非线性符号反转的原位可调性（据我们所知在光学中无对应现象）还为微波量子光学、单光子探测与量子极限放大这一总体框架下的实验带来了令人振奋的可能性。
引用
@article{arxiv.2101.05815,
title = {Kerr reversal in Josephson meta-material and traveling wave parametric amplification},
author = {Arpit Ranadive and Martina Esposito and Luca Planat and Edgar Bonet and Cécile Naud and Olivier Buisson and Wiebke Guichard and Nicolas Roch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.05815},
year = {2022}
}