超导人工原子中量子跃迁的观测

处于激发态的连续监测量子系统会以突变的形式衰变到基态。这种跃迁随机发生在特征时间尺度 $T_1$（即激发态寿命）上。这些最初由玻尔设想的量子跃迁，已在被俘获的原子和离子、单分子、光子以及回旋加速器中的单电子中被观测到。在此，我们报告了在宏观量子系统中首次观测到量子跃迁，在我们的实验中，这是一个与超导微波腔耦合的超导“人工原子”或量子比特（qubit）。我们使用快速、超低噪声的参量放大器来放大用于探测量子比特状态的微波光子，从而实现对量子比特的连续高保真度监测。这项技术代表了固态量子信息处理向前迈出的重要一步，有望实现量子纠错和反馈，而这正是构建量子计算机所必需的。我们的技术也可以直接集成到涉及分子磁体、钻石中的氮空位或半导体量子点的混合电路中。