論文の概要: Spectral signature of high-order photon processes mediated by
Cooper-pair pairing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.15075v1
- Date: Fri, 22 Dec 2023 21:29:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-27 20:01:01.229825
- Title: Spectral signature of high-order photon processes mediated by
Cooper-pair pairing
- Title（参考訳）: クーパー対対光による高次光子過程のスペクトルシグネチャ
- Authors: W. C. Smith, A. Borgognoni, M. Villiers, E. Roverc'h, J. Palomo, M. R.
Delbecq, T. Kontos, P. Campagne-Ibarcq, B. Dou\c{c}ot, Z. Leghtas
- Abstract要約: 超伝導回路は、位相変動が単体よりも小さい状態において、ほぼ独占的に動作している。
超伝導回路は、位相変動が単体よりも小さい状態において、ほぼ独占的に動作している。
この研究は、多光子量子論理から高相関のマイクロ波放射の研究まで、マイクロ波量子光学における高次光子相互作用の新しい状態を探究する。
- 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: Inducing interactions between individual photons is essential for
applications in photonic quantum information processing and fundamental
research on many-body photon states. A field that is well suited to combine
strong interactions and low losses is microwave quantum optics with
superconducting circuits. Photons are typically stored in an $LC$ circuit, and
interactions appear when the circuit is shunted by a Josephson tunnel junction.
Importantly, the zero-point fluctuations of the superconducting phase across
the junction control the strength and order of the induced interactions.
Superconducting circuits have almost exclusively operated in the regime where
phase fluctuations are smaller than unity, and two-photon interactions, known
as the Kerr effect, dominate. In this experiment, we shunt a high-impedance
$LC$ oscillator by a dipole that only allows pairs of Cooper pairs to tunnel.
Phase fluctuations, which are effectively doubled by this pairing, reach the
value of 3.4. In this regime of extreme fluctuations, we observe transition
frequencies that shift non-monotonically as we climb the anharmonic ladder.
From this spectroscopic measurement, we extract two-, three- and four-photon
interaction energies of comparable amplitude, and all exceeding the photon loss
rate. This work explores a new regime of high-order photon interactions in
microwave quantum optics, with applications ranging from multi-photon quantum
logic to the study of highly correlated microwave radiation.
- Abstract（参考訳）: 個々の光子間の相互作用を誘導することは、フォトニック量子情報処理や多体光子状態に関する基礎研究に必須である。
強い相互作用と低損失を組み合わせるのに適した分野は、マイクロ波量子光学と超伝導回路である。
光子は典型的には$LC$の回路に格納され、ジョセフソントンネル接合によって回路が絞られると相互作用が現れる。
重要な点は、接合部を横切る超伝導相の零点揺らぎが誘導相互作用の強さと秩序を制御することである。
超伝導回路は、位相ゆらぎが単体よりも小さく、カー効果として知られる2光子相互作用が支配的な状態において、ほぼ独占的に動作している。
この実験では、2対のクーパーペアのみをトンネルに通すダイポールで、高インピーダンスの$LC$発振器をシャットダウンした。
このペアリングによって効果的に2倍になる位相変動は3.4に達する。
この極端なゆらぎの状況では、無調和なはしごを登るとき、非単調に変化する遷移周波数を観測する。
この測定結果から, 2-, 3-, 4-光子相互作用エネルギーを等価振幅で抽出し, すべて光子損失率を上回った。
この研究は、多光子量子論理から高相関のマイクロ波放射の研究まで、マイクロ波量子光学における高次光子相互作用の新しい状態を探究する。
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