論文の概要: Spectral signature of high-order photon processes enhanced by Cooper-pair pairing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.15075v2
• Date: Tue, 22 Jul 2025 23:16:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-24 22:33:14.622251
• Title: Spectral signature of high-order photon processes enhanced by Cooper-pair pairing
• Title（参考訳）: クーパーペアペアリング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. Douçot, Z. Leghtas,
• Abstract要約: 超伝導回路は、強い相互作用と低い損失を結合するのに適している。 我々の結果は、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開く。
• 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 key for photonic quantum information and studying many-body photon states. Superconducting circuits are well suited to combine strong interactions with low losses. Typically, microwave photons are stored in an $LC$ oscillator shunted by a Josephson junction, where the zero-point phase fluctuations across the junction determine the strength and order of photon interactions. Most superconducting nonlinear oscillators operate with small phase fluctuations, where two-photon Kerr interactions dominate. In our experiment, we shunt a high-impedance $LC$ oscillator with a dipole element favoring the tunneling of paired Cooper pairs. This leads to large phase fluctuations of 3.4, accessing a regime where transition frequencies shift non-monotonically with excitation number. From spectroscopy, we extract two-, three-, and four-photon interaction energies, all of similar strength and exceeding the photon loss rate. Our results open a new regime of high-order photon interactions in microwave quantum optics.
• Abstract（参考訳）: 個々の光子間の相互作用を誘導することは、光量子情報と多体光子状態の研究の鍵となる。 超伝導回路は、強い相互作用と低い損失を結合するのに適している。 一般的に、マイクロ波光子はジョセフソン接合によって誘電された$LC$の発振器に格納されるが、そこでは接合間の零点位相のゆらぎが光子の相互作用の強さと順序を決定する。 ほとんどの超伝導非線形発振器は、二光子カー相互作用が支配的な小さな位相変動で作動する。 実験では、ペアのクーパー対のトンネル化に有利な双極子素子で、高インピーダンスの$LC$発振器をシャットダウンした。 これにより3.4の位相ゆらぎが大きくなり、遷移周波数が励起数とともに非単調に変化するレジームにアクセスできる。 分光から、2-, 3-, 4-フォトン相互作用エネルギーを抽出する。 我々の結果は、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開く。

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