基于非线性约瑟夫森电感在单光子水平上实现边带分辨的谐振腔电机械系统
量子物理
2021-03-01 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
光机械系统中的光-物质相互作用是超高灵敏度探测方案[1,2]以及声子与光子量子态产生[3-10]的基础。电机械系统在微波频段实现了这种光机械相互作用。在此背景下，电容耦合方案已展示出高达 280 Hz 的相互作用速率[11]。作为补充，早期理论提案[12-15]与实验[16,17]表明，电感耦合方案是可调谐的，并有望达到真空强耦合 regime。本文采用后者方案，将部分悬空的超导量子干涉器件（SQUID）集成到微波谐振腔中。机械位移转化为 SQUID 环路中随时间变化的磁通，从而提供电感式电机械耦合。我们展示了一个边带分辨的电机械系统，其可调真空耦合速率高达 1.62 kHz，实现了亚 aN Hz^{-1/2} 的力灵敏度。此外，我们研究了大机械振幅下微波谐振腔的频率分裂，证实了大耦合强度。所提出的电感耦合方案显示出基于 SQUID 的电机械系统在实现本质非线性光机械哈密顿量全部丰富现象方面的巨大潜力。
引用
@article{arxiv.1912.08731,
title = {Sideband-resolved resonator electromechanics on the single-photon level based on a nonlinear Josephson inductance},
author = {Philip Schmidt and Mohammad T. Amawi and Stefan Pogorzalek and Frank Deppe and Achim Marx and Rudolf Gross and Hans Huebl},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.08731},
year = {2021}
}
备注
7 pages, 5 figures, supplementary information