强耦合机制下的超导谐振器-里德伯原子混合系统

我们提出了一种有前景的混合量子系统，其中高激发态原子通过电容器的电场与超导 LC 振荡器发生强相互作用。施加外部静电场以调谐原子的能谱。原子量子比特由里德伯原子直流斯塔克图中避免交叉点附近的两个本征态实现。改变静电场可使原子量子比特跃迁与微波谐振器共振或失谐，从而产生具有极大协同性的强原子-谐振器耦合。类似于超导电路中约瑟夫森结引入的非线性，这种大尺度的原子-谐振器界面扰动了谐振器的谐振势，产生了一个人工二能级粒子。在原子量子比特与单光子耦合且相互作用强度远大于任何弛豫速率的空间内，我们的混合系统还可执行多种通用双量子比特逻辑门，为腔介导的态传输开辟了道路。