論文の概要: Cooling photon-pressure circuits into the quantum regime

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.07975v2
• Date: Wed, 20 Oct 2021 13:31:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-29 00:06:13.409876
• Title: Cooling photon-pressure circuits into the quantum regime
• Title（参考訳）: 量子状態への光子圧力回路の冷却
• Authors: I.C. Rodrigues, D. Bothner and G.A. Steele
• Abstract要約: 電磁界の量子制御は、ギガヘルツ領域の低い周波数に進歩している。 標準的な低温系では、熱デコヒーレンスはギガヘルツ領域の下にある光子周波数の量子状態へのアクセスを妨げている。 ここではマイクロ波空洞を用いたホットラジオ周波数(RF)回路のサイドバンド冷却を実演する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum control of electromagnetic fields was initially established in the optical domain and has been advanced to lower frequencies in the gigahertz range during the past decades extending quantum photonics to broader frequency regimes. In standard cryogenic systems, however, thermal decoherence prevents access to the quantum regime for photon frequencies below the gigahertz domain. Here, we engineer two superconducting LC circuits coupled by a photon-pressure interaction and demonstrate sideband cooling of a hot radio frequency (RF) circuit using a microwave cavity. Because of a substantially increased coupling strength, we obtain a large single-photon quantum cooperativity $\mathcal{C}_{\mathrm{q}0} \sim 1$ and reduce the thermal RF occupancy by 75% with less than one pump photon. For larger pump powers, the coupling rate exceeds the RF thermal decoherence rate by a factor of 3, and the RF circuit is cooled into the quantum ground state. Our results lay the foundation for RF quantum photonics.
• Abstract（参考訳）: 電磁界の量子制御は当初光領域で確立され、量子フォトニクスをより広い周波数領域に拡張した過去数十年間、ギガヘルツの範囲の低周波まで進歩してきた。 しかし、標準の低温系では、熱非一貫性はギガヘルツ領域以下の光子周波数の量子レジームへのアクセスを妨げている。 そこで我々は,光子-圧力相互作用で結合した2つの超伝導LC回路を設計し,マイクロ波空洞を用いたホット無線周波数(RF)回路のサイドバンド冷却を実証した。 カップリング強度が大幅に増加したため、大きな単一光子量子協調性 $\mathcal{C}_{\mathrm{q}0} \sim 1$ を得ることができ、熱RF占有率を1つのポンプ光子以下で75%削減する。 大きなポンプパワーの場合、カップリングレートはRF熱デコヒーレンスレートを3倍に超え、RF回路は量子基底状態に冷却される。 我々の結果はRF量子フォトニクスの基礎となった。

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