Exchange Magnon-Polaritons in Microwave Cavities
我们制定了一个散射理论来研究磁性薄膜在微波腔超越独立自旋和旋转波近似的Tavis-Cummings模型。我们表明，强耦合不仅可以实现的铁磁共振（FMR）模式，但也为自旋波共振（SWR）的耦合强度是模式依赖性和减少模式指数的增加。强耦合机制也可以通过自旋泵入金属接触来电访问。
2015-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Missing level statistics and the power spectrum of level fluctuations analysis of three-dimensional chaotic microwave cavities
对三维混沌微波腔的能级缺失统计进行了实验研究。加强调查的水平波动的功率谱分析，也考虑到了丢失的水平。在我们的数据集的基础上，我们证明，结合短期和长期的光谱波动的水平波动的功率谱提供了一个强大的工具，用于确定随机丢失的水平在系统中的分数，显示波混沌，如三维混沌微波腔。实验结果是在良好的协议与解析表达式，明确考虑到所观察到的水平的分数。我们还表明，在不完整的光谱与许多未解决的状态的情况下，上述程序可能会失败。在这种情况下，随机矩阵理论计算可以用于确定缺失水平。
2019-03-11 cond-mat.mes-hall
Universal transport properties of open microwave cavities with and without time-reversal symmetry
我们测量了通过非对称和反射对称混沌微波腔的传输依赖于附加波导的数量。铁氧体圆柱体被放置在空腔内，以打破时间反演对称性。详细讨论了铁氧体的断相特性及其适用范围。随机矩阵理论预测的传输系数T和它们的能量导数dT/dE的分布扩展到帐户的吸收。利用吸收强度作为拟合参数，我们发现理论预测的普适透射率涨落与实验数据吻合得很好。
2004-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
High coherence superconducting microwave cavities with indium bump bonding
低损耗腔在构建高相干超导量子计算机中具有重要意义。在部件之间生成高质量的接头对于使用电路量子电动力学（cQED）框架实现可扩展量子计算机至关重要。在本文中，我们采用铟凸点键合技术的cQED架构，以实现高品质的超导芯片之间的微波接头。我们使用这种技术来制造紧凑的超导腔的多层微波集成量子线路（MMIQC）架构，并实现单光子品质因数超过300万或单光子寿命接近5毫秒。为了量化所产生的接缝的性能，我们制造微波带状线谐振器在多个部分连接不同数量的债券，导致在很宽的接缝导纳。测量的品质因数与设计的接缝导纳相结合，使我们能够将接缝的电导限制在$g_\text{seam} \ge 2\times 10^{10} /(Ω\text{m})$。这样的电导应该能够构造具有至少十亿的品质因数的微机械超导腔。这些结果表明，在MMIQC架构内构建非常高质量的微波结构的能力。
2020-01-24 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Distribution of reflection coefficients in absorbing chaotic microwave cavities
研究了具有时间反演对称性的混沌微波腔在不同吸收和天线耦合区的反射系数$P(R)$的分布。在所有的调查制度的实验分布和随机矩阵的结果之间的协议是非常好的，提供天线耦合$T_a$和墙壁吸收强度$T_w$适当占。这些参数由独立的实验量确定。
2003-11-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall nlin.CD
Statistics of Impedance and Scattering Matrices of Chaotic Microwave Cavities with Multiple Ports
在一个随附的文件中提出的统计模型进行了推广，以处理多端口散射问题。注意力首先集中在两端口无损耗系统和模型是一致的随机矩阵理论。预测，然后测试一个特定的双端口腔的直接数值模拟。导出了用端口辐射阻抗表示的平均透射系数和平均反射系数的计算公式。比较了多端口谐振腔和单端口谐振腔的情况。
2004-12-16 cond-mat.mes-hall
Spin Qubits in Photon-Coupled Microwave Cavities
Ohio University（俄亥俄大学）
本文提出一种模块化架构，通过单光子交换波导耦合含有限量子比特的独立微波腔，解决传统量子比特架构缩放时传输幅度降低的问题，为可扩展量子计算硬件提供可行方案。
2026-08-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photon cross-correlations emitted by a Josephson junction in two microwave cavities
本文研究了耦合到两个非公度频率谐振器的电压偏置约瑟夫森结。用密度方法分析腔场，用输入-输出描述方法分析出射光子通量及其关联函数，我们证明了无限带宽和有限带宽探测器的出射光子辐射是非经典的，因为光子辐射违反了Cauchy-Schwarz不等式。我们还研究了光子关联的时间依赖性，发现它们的线宽随着发射率的增加而变窄。
2015-03-12 cond-mat.mes-hall
High Quality 3-Dimensional Aluminum Microwave Cavities
我们提出了一个全面的研究内部品质因数超导几何三维铝腔。我们使用湿蚀刻、退火和电化学抛光来改善加工的品质因数。我们发现，占主导地位的损失渠道是分裂的两个层次的系统损失和一个未知的来源与60：40的比例。共17个不同纯度，谐振频率和尺寸的腔进行了研究。我们的治疗结果在可重复的腔，其中十个显示出内部品质因数超过80万，在对应于腔中的单个光子的平均功率。最好的腔在单光子水平上具有1.15亿的内部品质因数。
2020-06-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Development of a broadband reflective T-filter for voltage biasing high-Q superconducting microwave cavities
我们提出了一种反射式阻带滤波器的设计，准集总元件的基础上，可以利用引入大的直流和低频电压偏置到一个低损耗的超导共面波导（CPW）腔。滤波器的传输测量被认为是在良好的协议与模拟，并证明插入损耗大于$20\,{\rm dB}$的范围内的${\rm 3\,to\,10\,GHz}$。此外，传输测量的CPW的基本模式表明，加载的品质因数超过$10^5$可以实现与这种设计的直流电压一样大的${\rm 20\,V}$和腔在单光子制度。这使得该设计适用于许多应用，包括量子位耦合机械系统和电路QED。
2014-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Simulating moving cavities in superconducting circuits
我们从理论上研究了超导电路中移动腔的模拟。特别是，我们考虑最近提出的实验方案中的腔场的相位被用作一个移动的时钟。通过计算SQUID模拟腔轨迹时产生的误差，我们确定了参数制度的对应关系，并在时间膨胀，以及由于时钟大小和粒子创建系数的校正，是可观察的。这些发现可以作为指导时，进行实验模拟超导电路中的移动腔。
2019-06-19 cond-mat.mes-hall gr-qc quant-ph
High cooperativity coupling of electron-spin ensembles to superconducting cavities
固体中的电子自旋是超导量子比特的量子存储器的有希望的候选者，因为它们可以具有长的相干时间，大的集体耦合，并且许多量子比特可以被编码为单个系综的自旋波。我们证明了电子自旋系综耦合到超导传输线谐振器的耦合强度大大超过腔衰减率和可比的自旋线宽。我们还使用增强的耦合所提供的小截面的传输线进行宽带光谱的红宝石在毫开尔文温度下，在低功率。此外，我们观察到金刚石P1心的超精细结构和自旋的时域饱和弛豫。
2010-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Resonance widths in open microwave cavities studied by harmonic inversion
通过对开放式微波谐振腔反射谱的测量，确定了复平面内散射矩阵的极点。共振已被提取的谐波反演方法的装置。通过这一点，它成为可能，以解决共振的制度，其中的线宽超过平均水平间距高达10倍，一个值在实验中无法访问到现在。实验得到的线宽分布被认为是完全符合随机矩阵理论的预测时，壁吸收和波动所造成的耦合到额外的通道被认为是。
2008-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Correlations due to localization in quantum eigenfunctions of disordered microwave cavities
在量子混沌和无序微波腔的实验本征函数的统计特性中观察到了由于局域化而产生的非普适相关性。变化的能量{E}和平均自由程{l}使我们能够通过实验从定域态调谐到离域态。观察到大的水平到水平的反参与比（IPR I_{2}）的波动的无序台球，其分布是强烈的不对称< I_{2} >。本征函数的密度自相关性呈指数衰减，衰减长度由实验确定。所有的结果都与基于非线性σ模型的计算定量一致。
2000-03-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall nlin.CD
Frequency Fluctuations in Tunable and Nonlinear Microwave Cavities
我们提出了一个模型的频率波动可比的总腔线宽可能会出现在可调谐和非线性微波腔，以及这些波动如何影响散射矩阵元素的测量。将该模型应用于双面腔的具体情况，我们得到了几种重要情况下平均散射矩阵元的封闭形式的表达式。我们的模型的一个关键签名是复杂平面中散射矩阵元素扫出的轨迹的微妙变形。尽管有这个特征，波动和非波动模型在质量上是相似的，足以被误认为是另一个。在可调谐腔的情况下，我们表明，如果一个人没有考虑到这些波动，那么人们会发现阻尼率似乎取决于调谐参数，这是一个常见的观察，在这样的系统。在克尔腔的情况下，我们表明，存在一个基本的下限，这些频率波动的规模在稳态下，由量子力学的不确定性，这可以明显影响的非线性接近单光子水平的强度的腔的表观阻尼率。然而，通过使用我们提出的模型作为实验数据的拟合函数，可以提取腔的真实阻尼率和这些频率波动在散射测量的带宽上的有效尺度。最后，我们比较这种新的方法来观察频率波动的其他方法，其中之一，我们超出了政权的小波动。
2020-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
From chaos to disorder: Statistics of the eigenfunctions of microwave cavities
我们研究了混沌和无序微波台球的实验本征函数的统计，其空间分布的时刻，如逆参与比（IPR）和密度-密度自相关。从混沌到无序的路径描述在增加知识产权。在混沌、弹道极限下，数据与随机矩阵理论的普遍结果符合得很好。从普遍分布的偏差，观察到由于无序引起的本地化，并为弱无序的情况下，数据是很好地描述，包括有限的电导和平均自由程贡献的框架内的非线性西格玛模型的超对称性。
2002-05-29 cond-mat.mes-hall nlin.CD quant-ph
Coupling graphene mechanical resonators to superconducting microwave cavities
石墨烯是用于纳米机械装置的有吸引力的材料，因为它允许特殊的性质，例如高频率和品质因数，以及低质量。然而，一个突出的挑战是获得运动和外部系统之间的大耦合，以实现有效的读出和操作。在这里，我们报告了一种新的方法，其中我们电容耦合高Q石墨烯机械谐振器（$Q \sim 10^5$）的超导微波腔。初始器件表现出$\sim 10$ Hz的大的单光子耦合。值得注意的是，我们可以静电改变石墨烯的平衡位置，从而调整单光子耦合，机械共振频率和观察到的Duffing非线性的符号和幅度。强的可调谐性开辟了新的可能性，例如在时间尺度上比腔线宽的倒数更快地调谐光机械耦合强度。随着现实的改进，应该有可能进入量子光学力学领域。
2014-04-25 cond-mat.mes-hall
Feedback stabilization of the resonant frequency in tunable microwave cavities with single-photon occupancy
我们成功地证明了低频噪声抑制的谐振频率波动的腔嵌入式库珀对晶体管（cCPT）在单光子占用驱动。特别是，我们报告了减少的谐振频率波动所造成的内部电荷噪声超过带宽的$\sim$ 1.4 kHz时，腔驱动的平均光子数$n=10$，和平均$n=1$的带宽为11 Hz。cCPT的门相关的可调谐性允许我们实现一个反馈方案，来自庞德-德雷弗-霍尔锁定技术。这减少了由于固有电荷噪声引起的波动，否则会干扰cCPT作为近量子极限静电计的操作。我们相信，我们的技术可以推广到实现可调谐微波谐振器中的频率稳定，可调谐微波谐振器在当今的量子计算架构中发挥着至关重要的作用，从而缓和了由这种电路器件上的固有$1/f$噪声引起的检测限制。这项工作讨论了有关的各个方面的操作一个功能齐全的反馈回路下降到单光子水平。
2022-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Universal Statistics of the Scattering Coefficient of Chaotic Microwave Cavities
研究了单端口耦合混沌微波腔散射系数S的统计特性。我们删除的非普遍的影响，从实验S数据使用的辐射阻抗直接从实验中获得的耦合。因此，我们得到的归一化的，复杂的散射系数的概率密度函数（PDF）被预测是普遍的，因为它只取决于腔的损耗（品质因数）。我们比较实验PDF的归一化散射系数从随机矩阵理论（RMT），并找到很好的协议。结果适用于任何波动混沌系统的散射测量。
2005-03-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall nlin.CD
Aspects of the Scattering and Impedance Properties of Chaotic Microwave Cavities
研究了单端口耦合混沌微波腔阻抗的统计特性。我们从实验数据中去除耦合的非普适效应，使用直接从实验中获得的辐射阻抗。因此，我们得到的归一化阻抗的概率密度函数（PDF）被预测是通用的，因为它只取决于腔的损耗（品质因数）。我们发现，阻抗的波动随着损耗的增加而减小。结果适用于任何波动混沌系统的散射测量。
2005-06-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall nlin.CD
Statistics of Impedance and Scattering Matrices in Chaotic Microwave Cavities: Single Channel Case
本文讨论了一种模型，用于研究具有若干传输线或波导的开放电磁腔的阻抗（$Z$）和散射（$S$）矩阵的统计特性。本文主要讨论单端口情况。在配套文件中处理的泛化到多个端口。该模型是基于封闭系统的混沌特征函数的假设属性。模型的分析成功地再现了随机矩阵模型的特征，这些特征被认为是普遍的，而同时又结合了个别系统特有的特征。腔阻抗$Z$的统计特性是根据辐射阻抗获得的（即，在腔壁移动到无穷大的端口处看到的阻抗）。讨论了壁面吸收效应。理论预测进行了测试，直接比较与数值解为一个特定的系统。(Here单词通用用于表示由其对应的射线轨迹是混沌的一般系统类的成员共享的高频统计特性。根据定义，这些通用属性独立于系统特定的细节。
2004-12-16 cond-mat.mes-hall
Experimental Test of Universal Conductance Fluctuations by means of Wave-Chaotic Microwave Cavities
利用与时间无关的薛定谔方程和亥姆霍兹方程的数学等价性，提出了一种利用二维微波腔研究弹道混沌介观系统中普遍电导涨落的新方法.在适当形状的微波腔中的经典混沌射线轨迹所起的作用类似于在没有热涨落的情况下非相互作用的电子输运通过弹道量子点的混沌动力学。微波腔通过两个单模端口耦合，端口和腔体之间的非理想耦合的影响被删除由先前开发的方法的基础上测量的辐射阻抗矩阵。应用Landauer-Buttiker形式获得相应介观量子点器件的电导。我们发现很好的协议的概率密度函数（PDF）的实验推导出的替代电导，以及其平均值和方差，与理论预测的布劳威尔和Beenakker。我们还观察到量子退相参数和腔欧姆损耗参数之间的线性关系。
2006-09-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Nanomagnonic cavities for strong spin-magnon coupling
我们提出了一种理论方法，使用铁或亚铁磁性纳米粒子作为微波纳米磁腔集中微波磁场到深亚波长体积$\sim 10^{-13}$ mm $^3$。我们发现，在这样的纳米腔场可以有效地耦合到孤立的自旋发射极（自旋量子比特）位于接近纳米粒子表面达到单磁振子自旋强耦合制度，并介导有效的远程量子态转移孤立的自旋发射极之间。因此，纳米磁共振腔为基于磁振子的量子网络和磁振子介导的量子门铺平了道路。
2020-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Non-local coupling between antiferromagnets and ferromagnets in cavities
微波耦合到铁磁体和反铁磁体中的磁矩。虽然铁磁体和反铁磁体中的磁振子完全不同，但它们可以通过与腔中相同微波模式的强耦合而纠缠在一起。磁矩的平衡组态决定了不同磁振子之间的耦合，因为反铁磁磁和铁磁振子在它们的色散关系交叉时具有相反的自旋。我们推导出耦合强度的解析表达式，发现反铁磁体和铁磁体之间的耦合与两个铁磁体之间的耦合相当。我们的研究结果揭示了腔自旋电子学与铁磁体和反铁磁体之间的强大联系。
2018-03-09 cond-mat.mes-hall
Engineering topological materials in microwave cavity arrays
我们提出了一个可扩展的架构，探索相互作用的拓扑相位的光子阵列的微波腔，使用腔和电路量子电动力学的既定技术。一个时间反演对称性破缺（非互易）通量诱导耦合的微波腔铁氧体，允许生产的各种拓扑能带结构包括$α=1/4$霍夫斯塔德模型。通过将腔耦合到超导量子位来包括有效的光子-光子相互作用，并且有效的光子-光子相互作用足以产生$ν=1/2$玻色子劳克林水坑。我们证明了精确的对角化，这种架构是强大的实验可实现的水平的混乱。这些进展提供了一个令人兴奋的机会，采用量子线路工具包的探索强相互作用的拓扑材料。
2016-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Parametric resonance in tunable superconducting cavities
我们发展了一个超导可调谐腔的参量共振理论。考虑了由SQUID附加到腔体引入的非线性，以及由于腔体连接到传输线而引起的阻尼。我们详细研究了腔场的非线性经典动力学的参数阈值以下和以上的退化参数共振，具有制度的多稳定性和参数辐射。我们调查的相敏放大的外部信号的谐振，以及放大失谐的信号，并与放大器的性能的线性参量放大器。我们还讨论了该器件在色散量子比特读出中的应用。除了腔的经典响应之外，我们还研究了放大的经典信号周围的小量子涨落。我们评估的噪声功率谱都在腔中的内部场和输出场。其他量子统计特性的噪声解决，如压缩谱，二阶相干性，和双模纠缠。
2013-02-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum and Wave Dynamical Chaos in Superconducting Microwave Billiards
超导微波腔的实验在我们实验室已经进行了二十多年。本文的目的是概括所取得的一些重要成果。本文简要地回顾了（i）在平面圆柱形微波谐振腔（即微波台球）中得到的关于无对称、三重对称和破缺对称的经典混沌系统本征值的普遍涨落性质的结果，（ii）总结了我们关于三维微波谐振腔中波动动力学混沌的研究结果;（iii）提出一种新的方法来理解动态隧穿现象，这种方法是在最近以前所未有的精度进行的实验的基础上开发的，最后，（iv）深入了解一个正在进行的项目，其中我们研究了具有超导微波光子晶体的（人造）石墨烯的通用性质，所述超导微波光子晶体被封装在微波谐振器中，即，所谓的狄拉克台球
2015-04-17 cond-mat.mes-hall nlin.CD
