論文の概要: Detecting virtual phothons in ultrastrongly coupled superconducting quantum circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.10973v1
• Date: Tue, 21 Feb 2023 20:19:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-23 17:10:37.954748
• Title: Detecting virtual phothons in ultrastrongly coupled superconducting quantum circuits
• Title（参考訳）: 超強結合超伝導量子回路における仮想フォトンの検出
• Authors: L. Giannelli, E. Paladino, M. Grajcar, G. S. Paraoanu, and G. Falci
• Abstract要約: 固体デバイスは、結合強度が「超強」、すなわちサブシステムのエネルギーに匹敵する新しい体制を探求することができる。 新しいエキゾチックな現象は、その多くの共通根は、絡み合った真空が仮想光子を含むという事実である。 10年以上にわたる研究にもかかわらず、地上状態の仮想光子の検出はまだ実証を待っている。
• 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: Light-matter interaction, and understanding the fundamental physics behind, is essential for emerging quantum technologies. Solid-state devices may explore new regimes where coupling strengths are "ultrastrong", i.e. comparable to the energies of the subsystems. New exotic phenomena occur the common root of many of them being the fact that the entangled vacuum contains virtual photons. They herald the lack of conservation of the number of excitations which is the witness of ultrastrong coupling breaking the U(1) symmetry. Despite more than a decade of research, the detection of ground-state virtual photons still awaits demonstration. In this work, we provide a solution for this long-standing problem. Facing the main experimental obstacles, we find a design of an unconventional "light fluxonium"-like superconducting quantum circuit implemented by superinductors and a protocol of coherent amplification which yields a highly efficient, faithful and selective conversion of virtual photons into real ones. This enables their detection with resources available to present-day quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: 光物質相互作用と基礎物理学の理解は、新興量子技術にとって不可欠である。 固体デバイスは結合強度が「超強」、すなわちサブシステムのエネルギーに匹敵する新しい体制を探求することができる。 新しいエキゾチックな現象は、その多くの共通根は、絡み合った真空が仮想光子を含むという事実である。 それらは、u(1)対称性を破る超強結合の証人である励起数の保存の欠如を象徴している。 10年以上の研究にもかかわらず、地上状態の仮想光子の検出はまだ実証を待っている。 本稿では、この長年の問題に対する解決策を提供する。 主な実験的障害に直面すると、スーパーインダクタによって実装された従来の「軽いフラクトロニウム」のような超伝導量子回路と、高効率で忠実で選択的な仮想光子を現実のものに変換するコヒーレント増幅プロトコルの設計が見つかる。 これにより、現在の量子技術で利用可能なリソースによる検出が可能になる。

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