Інтерферометрія та динаміка кубіта типу трансмон, розміщеного перед дзеркалом
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe70.1.16Ключові слова:
кубiт типу трансмон, дворiвнева квантова система, матриця густини, рiвняння Лiндблада, квантова iнтерференцiяАнотація
Ми теоретично описуємо стацiонарний режим i когерентну динамiку ємнiсно шунтованого кубiта типу трансмон, який розмiщено перед дзеркалом. Розглянутий кубiт опромiнюється двома сигналами: збуджуючим i зондуючим. Змiнюючи амплiтуди та частоти цих сигналiв, ми вивчаємо по-ведiнку системи. Основним iнструментом нашого теоретичного аналiзу є розв’язування рiвняння Лiндблада. Також ми обговорюємо переведення супероператорiв Лiндблада з енергетичного базису на зарядовий. Теоретично отримана ймовiрнiсть заселеностi має вiдношення до експериментально вимiряного значення. Представлене дослiдження допомагає краще зрозумiти властивостi системи кубiт-дзеркало та пропонує новий погляд на основнi фiзичнi явища та процеси, якi в нiй вiдбуваються.
Посилання
M.A. Nielsen, I.L. Chuang. Quantum Computation and Quantum Information: 10th Anniversary Edition (Cambridge University Press, 2010).
A.F. Kockum, F. Nori. Quantum bits with Josephson junctions. In: Fundamentals and Frontiers of the Josephson Effect (Springer International Publishing, 2019).
https://doi.org/10.1007/978-3-030-20726-7_17
W.D. Oliver, P.B. Welander. Materials in superconducting quantum bits. MRS Bulletin 38, 816 (2013).
https://doi.org/10.1557/mrs.2013.229
I.-C. Hoi, A.F. Kockum, L. Tornberg, A. Pourkabirian, G. Johansson, P. Delsing, C.M. Wilson. Probing the quantum vacuum with an artificial atom in front of a mirror. Nat. Phys. 11, 1045 (2015). arXiv:1410.8840v1 [quant-ph].
https://doi.org/10.1038/nphys3484
B. Kannan, M.J. Ruckriegel, D.L. Campbell, A.F. Kockum, J. Braumuller, D.K. Kim, M. Kjaergaard, P. Krantz, A. Melville, B.M. Niedzielski, A. Vepsalainen, R. Winik, J.L. Yoder, F. Nori, T.P. Orlando, S. Gustavsson, W.D. Oliver. Waveguide quantum electrodynamics with superconducting artificial giant atoms. Nature 583, 775 (2020). arXiv:1912.12233v3 [quant-ph].
https://doi.org/10.1038/s41586-020-2529-9
P.Y. Wen, A.F. Kockum, H. Ian, J.C. Chen, F. Nori, I.-C. Hoi. Reflective amplification without population inversion from a strongly driven superconducting qubit. Phys. Rev. Lett. 120, 063603 (2018).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.063603
X. Xu, B. Sun, P.R. Berman, D.G. Steel, A.S. Bracker, D. Gammon, L.J. Sham. Coherent optical spectroscopy of a strongly driven quantum dot. Science 317, 929 (2007).
https://doi.org/10.1126/science.1142979
F.Y. Wu, S. Ezekiel, M. Ducloy, B.R. Mollow. Observation of amplification in a strongly driven two-level atomic system at optical frequencies. Phys. Rev. Lett. 38, 1077 (1977).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.38.1077
M. Mirhosseini, E. Kim, X. Zhang, A. Sipahigil, P.B. Dieterle, A.J. Keller, A. Asenjo-Garcia, D.E. Chang, O. Painter. Cavity quantum electrodynamics with atomlike mirrors. Nature 569, 692 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1196-1
P.Y. Wen, K.-T. Lin, A.F. Kockum, B. Suri, H. Ian, J.C. Chen, S.Y. Mao, C.C. Chiu, P. Delsing, F. Nori, G.-D. Lin, I.-C. Hoi. Large collective Lamb shift of two distant superconducting artificial atoms. Phys. Rev. Lett. 123, 233602 (2019).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.233602
C.M. Wilson, G. Johansson, A. Pourkabirian, M. Simoen, J.R. Johansson, T. Duty, F. Nori, P. Delsing. Observation of the dynamical Casimir effect in a superconducting circuit. Nature 479, 376 (2011).
https://doi.org/10.1038/nature10561
I.-C. Hoi, A.F. Kockum, T. Palomaki, T.M. Stace, B. Fan, L. Tornberg, S.R. Sathyamoorthy, G. Johansson, P. Delsing, C.M. Wilson. Giant Cross-Kerr effect for propagating microwaves induced by an artificial atom. Phys. Rev. Lett. 111, 053601 (2013).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.111.053601
I.-C. Hoi, T. Palomaki, J. Lindkvist, G. Johansson, P. Delsing, C.M. Wilson. Generation of nonclassical microwave states using an artificial atom in 1D open space. Phys. Rev. Lett. 108, 263601 (2012).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.108.263601
D. Karpov, V. Monarkha, D. Szombati, A. Frieiro, A. Omelyanchouk, E. Il'ichev, A. Fedorov, S. Shevchenko. Probabilistic motional averaging. Eur. Phys. J. B 93, 49 (2020).
https://doi.org/10.1140/epjb/e2019-100514-8
I.-C. Hoi, C.M. Wilson, G. Johansson, T. Palomaki, B. Peropadre, P. Delsing. Demonstration of a singlephoton router in the microwave regime. Phys. Rev. Lett. 107, 073601 (2011).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.107.073601
O.V. Ivakhnenko, S.N. Shevchenko, F. Nori. Nonadiabatic Landau-Zener-Stuckelberg-Majorana transitions, dynamics and interference. Phys. Rep. 995, 1 (2023).
https://doi.org/10.1016/j.physrep.2022.10.002
S.N. Shevchenko. Mesoscopic Physics meets Quantum Engineering (World Scientific, 2019).
M.P. Liul, A.I. Ryzhov, S.N. Shevchenko. Rate equation approach for a charge qudit. Eur. Phys. J.: Spec. Top. (2023).
D.L. Campbell, Y.-P.Shim, B. Kannan, R. Winik, D.K. Kim, A. Melville, B.M. Niedzielski, J.L. Yoder, C. Tahan, S. Gustavsson, W.D. Oliver. Universal nonadiabatic control of small-gap superconducting qubits. Phys. Rev. X 10, 041051 (2020).
https://doi.org/10.1103/PhysRevX.10.041051
M.P. Liul, C.-H. Chien, C.-Y. Chen, P.Y. Wen, J.C. Chen, Y.-H. Lin, S.N. Shevchenko, F. Nori, I.-C. Hoi. Coherent dynamics of a photon-dressed qubit. Phys. Rev. B 107, 195441 (2023).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.107.195441
P.Y. Wen, O.V. Ivakhnenko, M.A. Nakonechnyi, B. Suri, J.-J. Lin, W.-J. Lin, J.C. Chen, S.N. Shevchenko, F. Nori, I.-C. Hoi. Landau-Zener-Stuckelberg-Majorana interferometry of a superconducting qubit in front of a mirror. Phys. Rev. B 102, 075448 (2020).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.102.075448
M. Silveri, K. Kumar, J. Tuorila, J. Li, A. Vepsalainen, E. Thuneberg, G. Paraoanu. Stueckelberg interference in a superconducting qubit under periodic latching modulation. New J. Phys. 17, 043058 (2015).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
