利用超导谐振器对氦表面维格纳分子进行谱学测量

氦上的电子在液氦与真空界面形成独特的二维电子系统。在液氦上,被俘获的电子可排列成称为维格纳分子的强关联态,可用于在无无序条件下研究电子相互作用,或作为极具前景的量子计算资源。维格纳分子具有微波频段的轨道频率,因此可与电路量子电动力学(cQED)集成,cQED 利用微波光子研究光-物质相互作用。在此,我们实验实现了一种基于氦上维格纳分子轨道态的 cQED 平台。我们在微波谐振器上确定性地制备了一至四电子维格纳分子,使我们首次观测到其独特谱线。此外,我们发现单电子-光子耦合强度为 g/2$\pi$ = 4.8$\pm$0.3 MHz,大大超过谐振器线宽 $\kappa$/2$\pi$ = 0.5 MHz。这些结果为微波研究强关联电子态以及对氦上维格纳分子的轨道和自旋态进行相干控制铺平了道路。