在电路量子电动力学装置中用transmon量子比特冷却机械谐振器的前景

基于超导量子比特的混合器件已成为控制宏观谐振器量子态的一个有前景的平台。量子比特引入的非线性可作为此类控制的宝贵资源。在此我们研究一个由机械谐振器纵耦合到transmon量子比特构成的混合系统。量子比特读取可通过耦合到读取模式完成,如同在c-QED装置中一样。机械谐振器与transmon量子比特之间的耦合可通过调制SQUID电感实现。在此三体系统中,我们分析了当所有三种模式均色散耦合时机械模式的稳态占据数。我们使用量子噪声与Lindblad形式体系证明,机械模式到其基态的边带冷却是可实现的。我们进一步通过实验证明,在色散极限下测量热机械运动是可能的,同时保持量子比特与机械模式之间的强耦合。我们的理论计算表明,在此类混合器件中单光子强耦合在实验上可及。