镜面前一维超导量子比特阵列的可扩展集体 Lamb 位移

我们从理论上研究了以 N 个通过传输线耦合的 transmon 量子比特实现的一维几何中人工原子间的共振偶极-偶极相互作用（RDDI）。类似于原子情形，RDDI 源于未激发模的虚光子交换，并引起所谓的集体 Lamb 位移（CLS）。为探测该位移，我们有效地将传输线一端设为镜面，并从另一端考察探询场的反射谱。我们的计算表明，当一个量子比特置于由入射波与反射波形成的驻波波节处时，即便它被认为与场退耦，仍会导致位于别处的共振量子比特的谱形中出现大的能隙分裂。这直接标示了虚光子过程的相互作用，并明确展示了 CLS。我们进一步推导了描述该系统的主方程，其可计入参与量子比特的不匹配与退相干效应。我们的计算还展示了原子态的超辐射与亚辐射性质，以及当更多量子比特参与时 CLS 如何标度。