中文

低温交流偏置后双能级系统的非平衡动力学

量子物理 2025-10-02 v2 介观与纳米尺度物理 超导电性

摘要

双能级系统(TLSs)是常见于非晶材料中的隧穿态,它与材料中的量子比特、谐振器和振动模式发生电耦合,导致这些系统中的能量损耗。近期研究表明,施加大的交变电场会改变氧化物结构,有望提升量子比特和谐振器的性能。在本研究中,我们探究了在低温下交流偏置对工作于强耦合区的非晶氧化物平行板电容器内 TLS 动力学的影响。我们使用电场对电容器中的 TLSs 施加偏置。这使我们能够对 TLSs 进行光谱成像,并提取其密度和偶极矩。当施加原位交流偏置时,标准 TLS 模型的稳态光谱消失。交流偏置后的 TLS 光谱学揭示了瞬态行为,其中 TLS 频率在分钟量级上波动。在 10 K 以上的热循环可逆转这些效应,将 TLS 光谱恢复至其原始状态,表明这是一种可逆机制。重要的是,LC 振荡器的本征损耗角正切在施加交流偏置前后保持不变。我们提出,稳态光谱的消失是由脉冲电压偏置序列在氧化膜中引入的应变所产生的非平衡能量积累引起的。理解这种非平衡能量可为未来随时间变化的 TLS 动力学模型提供参考。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.19223,
  title  = {Non-equilibrium Dynamics of Two-level Systems directly after Cryogenic Alternating Bias},
  author = {V. Iaia and E. S. Joseph and S. Im and N. Hagopian and S. O'Kelley and C. Kim and N. Materise and S. Patra and V. Lordi and M. A. Eriksson and P. M. Voyles and K. G. Ray and Y. J. Rosen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.19223},
  year   = {2025}
}

备注

13 pages, 9 figures