超导电路光力学中实现的拓扑晶格
量子物理
2023-01-11 v3 介观与纳米尺度物理
原子物理
光学
摘要
腔光力学能够通过辐射压力相互作用控制机械运动，并有助于对从千克级LIGO镜面到纳米机械系统等工程机械系统进行量子控制，实现基态制备、纠缠、机械物体压缩、标准量子极限下的位置测量和量子转导。然而，几乎所有先前的方案都采用单模或少数模光力学系统。相比之下，利用光力学晶格可合成非平庸能带结构，有望产生新颖的动力学与应用，该方向在电路QED领域已被积极研究。超导微波光力学电路是实现此类晶格的有前景平台，但一直受严格的规模限制所困扰。在此，我们克服这一挑战，并在实现Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型的一维电路光力学链中展示了拓扑微波模式。此外，我们在二维光力学蜂窝晶格中实现了应变石墨烯模型。利用内嵌的光力学相互作用，我们表明无需任何局域探针即可直接测量杂化模式的模式函数。这使我们能够重构完整的底层晶格哈密顿量并直接测量存在的残余无序。此类光力学晶格辅以所引入的测量技术，为探索具有大量自由度的复杂光力学系统中的集体、量子多体、淬火动力学、拓扑性质以及更广泛的涌现非线性动力学提供了一条途径。（关键词：量子光力学，超导电路电机械学）
引用
@article{arxiv.2111.09133,
title = {Topological lattices realized in superconducting circuit optomechanics},
author = {Amir Youssefi and Shingo Kono and Andrea Bancora and Mahdi Chegnizadeh and Jiahe Pan and Tatiana Vovk and Tobias J. Kippenberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.09133},
year = {2023}
}
备注
Updated version with Methods and SI