論文の概要: Parametrically enhanced interactions and non-trivial bath dynamics in a
photon-pressure Kerr amplifier
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.12058v1
- Date: Tue, 22 Mar 2022 21:40:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-21 02:40:11.496758
- Title: Parametrically enhanced interactions and non-trivial bath dynamics in a
photon-pressure Kerr amplifier
- Title（参考訳）: 光子加圧カー増幅器におけるパラメトリック強化相互作用と非自明な入浴ダイナミクス
- Authors: Ines C. Rodrigues, Gary A. Steele, and Daniel Bothner
- Abstract要約: 超伝導量子干渉装置(SQUID)を含む高周波回路とマイクロ波空洞との光子圧結合を実装した。
我々は,光子圧単光子カップリング速度のKerrに基づく向上と,増幅器系における1桁のコオペラティティの増大を実証した。
- 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: Photon-pressure coupling between two superconducting circuits is a promising
platform for investigating radiation-pressure coupling in novel parameter
regimes and for the development of radio-frequency (RF) quantum photonics and
quantum-limited RF sensing. So far, the intrinsic Josephson nonlinearity of
photon-pressure coupled circuits has not been considered a potential resource
for enhanced devices or novel experimental schemes. Here, we implement
photon-pressure coupling between a RF circuit and a microwave cavity containing
a superconducting quantum interference device (SQUID) which can be operated as
a Josephson parametric amplifier (JPA). We demonstrate a Kerr-based enhancement
of the photon-pressure single-photon coupling rate and an increase of the
cooperativity by one order of magnitude in the amplifier regime. In addition,
we characterize the upconverted and Kerr-amplified residual thermal
fluctuations of the RF circuit, and observe that the intracavity amplification
reduces the measurement imprecision. Finally, we demonstrate that RF mode
sideband-cooling is surprisingly not limited to the effective amplifier mode
temperature arising from quantum noise amplification, which we explain by
non-trivial bath dynamics due to a two-stage amplification process. Our results
demonstrate how Kerr nonlinearities and in particular Josephson parametric
amplification can be utilized as resource for enhanced photon-pressure systems
and Kerr cavity optomechanics.
- Abstract（参考訳）: 2つの超伝導回路間の光子-圧結合は、新しいパラメータレジームにおける放射-圧結合の研究と、高周波(rf)量子フォトニクスおよび量子制限rfセンシングの開発に有望なプラットフォームである。
これまでのところ、光子-圧力結合回路の固有ジョセフソン非線形性は、拡張デバイスや新しい実験的スキームの潜在的な資源とは考えられていない。
本稿では、ジョセフソンパラメトリック増幅器(JPA)として動作可能な超伝導量子干渉装置(SQUID)を含むRF回路とマイクロ波空洞との間の光子圧結合を実装した。
我々は,光子圧単光子結合率のKerrに基づく向上と,増幅器系における1桁の協調性の増加を示す。
さらに、RF回路のアップコンバートおよびカー増幅残熱変動を特徴付けるとともに、キャビティ内増幅が測定精度を低下させることを観察する。
最後に, rfモードのサイドバンド冷却は, 量子ノイズ増幅による有効増幅モード温度に限らず, 二段増幅過程による非自明なバスダイナミクスによって説明できることを示す。
以上の結果から,Kerrの非線形性,特にJosephsonパラメトリック増幅が光子圧強化系やKerr空洞光力学の資源として利用できることを示す。
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