应用于光力平台的TWPA定量校准
量子物理
2025-11-14 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
在过去的十年中，微波量子电子学工具箱中增加了量子极限探测设备，例如行波参量放大器（TWPA）。它们提供的极高灵敏度不仅是量子信息处理中某些物理应用所必需的，也是决定量子传感装置探测极限的关键要素。在微波光力系统的框架内，前所未有的微小运动和力范围变得可及，为此需要进行特定的定量校准。我们报告了在4 mK至400 mK温度范围内，使用铝鼓面力学器件进行的近量子极限测量。整个装置经过了仔细校准，特别考虑了超导光力腔中微波吸收的功率依赖性。这种效应通常归因于金属氧化物中存在的二能级系统（TLS）。我们证明，在TWPA中也存在类似的特征，并且可以用适应的表达式进行唯象拟合。如果不加以考虑，信号强度的误差可能高达约2倍，这对于定量实验是不可接受的。我们在整个参数范围内研究了功率和温度依赖性，从而得出了声子布居（即布朗运动振幅）的绝对定义，其不确定度为±20%，这受到光力元件内部噪声源的限制。
引用
@article{arxiv.2505.05837,
title = {Quantitative calibration of a TWPA applied to an optomechanical platform},
author = {Alexandre Delattre and Ilya Golokolenov and Richard Pedurand and Nicolas Roch and Arpit Ranadive and Martina Esposito and Luca Planat and Andrew Fefferman and Eddy Collin and Xin Zhou and Mika A. Sillanpaa and Laure Mercier de Lepinay and Andrew D. Armour and Jonas Glatthard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.05837},
year = {2025}
}