論文の概要: Quantum Acoustics with Tunable Nonlinearity in the Superstrong Coupling Regime
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.24865v1
- Date: Fri, 30 May 2025 17:59:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-02 19:47:53.124532
- Title: Quantum Acoustics with Tunable Nonlinearity in the Superstrong Coupling Regime
- Title（参考訳）: 超弦結合レジームにおける可変非線形性をもつ量子音響
- Authors: Marco Scigliuzzo, Léo Peyruchat, Riccardo Maria Marabini, Carla Becker, Vincent Jouanny, Per Delsing, Pasquale Scarlino,
- Abstract要約: 超伝導カー共振器に結合した多モード機械キャビティを実現する。
カーモードはフラックス可変SQUIDアレイ共振器によって実現される。
7組のメカニカルモード間の相互Kerr相互作用を測定する。
- 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: Precise control of mechanical modes in the quantum regime is a key resource for quantum technologies, offering promising pathways for quantum sensing with macroscopic systems and scalable architectures for quantum simulation. In this work, we realise a multimode mechanical cavity coupled to a superconducting Kerr resonator, which induces nonlinearity in the mechanical modes. The Kerr mode is realised by a flux-tunable SQUID array resonator, while the mechanical modes are implemented by a surface acoustic wave (SAW) cavity. Both mechanical and electromagnetic modes are individually addressable via dedicated measurement lines, enabling full spectroscopic characterisation. We introduce a straightforward protocol to measure the SQUID array resonator's participation ratio in the hybrid acoustic modes, quantifying the degree of hybridisation. The participation ratio reveals that our device operates at the onset of the multimode coupling regime, where multiple acoustic modes simultaneously interact with the nonlinear superconducting element. Furthermore, this platform allows controllable Kerr-type nonlinearities in multiple acoustic modes, with the participation ratio serving as the key parameter determining both the dissipation rates and nonlinear strengths of these hybridised modes. Close to the resonant regime, we measure a cross-Kerr interaction between seven pairs of mechanical modes, which is controllable via the SQUID array resonator detuning. These results establish a platform for engineering nonlinear multimode mechanical interactions, offering potential for future integration with superconducting qubits and implementation of multiple mechanical qubits.
- Abstract（参考訳）: 量子状態におけるメカニカルモードの精密制御は、量子技術の鍵となるリソースであり、マクロなシステムによる量子センシングと量子シミュレーションのためのスケーラブルなアーキテクチャのための有望な経路を提供する。
本研究では, 超伝導カー共振器に結合した多モードの機械的キャビティを実現し, 機械的モードの非線形性を誘導する。
カーモードはフラックス可変SQUIDアレイ共振器で実現され、メカニカルモードは表面音響波(SAW)キャビティで実装される。
メカニカルモードと電磁モードの両方は専用の測定線を介して個別に対応可能であり、完全な分光特性が可能である。
本稿では,ハイブリッド音響モードにおけるSQUIDアレイ共振器の参加率を測定するための簡単なプロトコルを導入し,ハイブリダイゼーションの程度を定量化する。
参加比は,複数の音響モードが非線形超伝導素子と同時に相互作用するマルチモード結合機構の開始時に動作していることを明らかにする。
さらに、このプラットフォームは、複数の音響モードにおける制御可能なカー型非線形性を可能にし、これらのハイブリダイドモードの散逸率と非線形強度の両方を決定するキーパラメータとして、参加比が役立ちます。
SQUIDアレイ共振器デチューニングにより制御可能な7組のメカニカルモード間の相互Kerr相互作用を測定する。
これらの結果は非線形多モード機械的相互作用を工学的に構築し、超伝導量子ビットと将来の統合の可能性と複数の機械的量子ビットの実装を提供する。
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