磁量子纳米力学：超高 Q 值悬浮机械振荡器

构建具有超长运动相干时间的纳米机械量子系统，可应用于超灵敏量子传感、运动量子存储器，以及连接光子、量子点和超导系统等其他量子信息载体的运动接口。为实现超高运动 Q 值，必须尽力消除所有形式的运动噪声与加热。我们研究了一种磁纳米机械量子系统，该系统由三维排列的微型超导环组成，可稳定悬浮于静态非均匀磁场中。由此产生的运动 Q 值受限于超导环中超流的微小衰减，最高可达 Q~10^(10)。我们研究了该悬浮超导系统的经典与量子动力学，证明其能被稳定俘获，并可实现数十 MHz 的运动振荡频率。通过将该悬浮物体电感耦合至邻近的磁通量子比特，我们进一步表明，驱动量子比特可以冷却悬浮物体的运动，在共振情况下，可将其垂直运动冷却至接近基态。