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微波光子与氦面电子强耦合

量子物理 2025-09-19 v1 介观与纳米尺度物理

摘要

被束在超流氦表面上的电子已被提议用于可扩展的电荷和自旋基量子计算。然而,该系统中单电子量子测量迄今仍未实现。本文使用一种混合回路量子电动力学(cQED)器件,该器件由量子点和高阻抗超导共振器组成,首次演示了共振器微波场与电子运动量子态之间的强耦合。我们发现,电子运动与共振器光子的耦合强度为 g/2π=118g/2\pi=118 MHz,超过了电子运动态退相干速率和共振器损耗。这项实验为探索单电子水平上的光-物质相互作用开辟了新途径,是实现基于氦面自旋量子比特测量和控制的关键步骤。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.14506,
  title  = {Strong coupling of a microwave photon to an electron on helium},
  author = {G. Koolstra and E. O. Glen and N. R. Beysengulov and H. Byeon and K. E. Castoria and M. Sammon and S. A. Lyon and D. G. Rees and J. Pollanen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.14506},
  year   = {2025}
}

备注

Main manuscript: 7 pages, 4 figures Supplementary information: 19 pages, 16 figures, 3 tables