利用超导量子比特探测纳米机械谐振器的量子相干性：I. 回波方案

我们提出了一种利用超导量子比特探测纳米机械谐振器量子相干性的方案。我们考虑一个与库珀对盒电容耦合的机械谐振器，并假设超导量子比特被调谐至简并点，使其相干时间最大化，且机电耦合可近似为色散哈密顿量。当量子比特制备于叠加态时，这会驱动机械谐振器逐渐进入叠加态，进而导致量子比特出现表观退相干。对量子比特施加适当的控制脉冲可使其布居数反转，从而导致谐振器动力学反转。然而，谐振器与其环境的相互作用意味着动力学并非完全可逆。我们表明，这种不可逆性主要源于机械谐振器的退相干，并可通过仅对量子比特进行适当测量来推断。基于特定系统实现的参数估计，我们表明利用现有器件技术应该能够实施该方案。