量子热阀中可调的光子热输运

量子热力学既作为一个基础研究的课题，也作为理解和潜在改进量子器件性能的手段而正在兴起。实现量子态必要操控的一个突出平台是超导电路量子电动力学（QED）。在该平台中，量子系统的热化可通过将电路 QED 子系统与具有适当 Hilbert 维数的热库接口来实现。在此我们研究通过由电容耦合在两个名义上相同的共面波导谐振腔之间的超导量子比特所组成的组件的热输运，每个谐振腔都配备有以正常金属介观电阻终端形式的热库。我们报道了通过谐振腔-量子比特-谐振腔组件的可调光子热输运的观测，表明库到库的热流依赖于量子比特-谐振腔耦合与谐振腔-库耦合之间的相互作用，在不同耦合机制下产生定性不同的结果。我们的量子热阀与量子热机和制冷机的实现相关，后者例如可通过利用驱动超导量子比特的时域动力学与相干性来获得。这一努力最终将弥合量子信息领域与介观系统热力学领域之间的鸿沟。