Maxwell's demon in superconducting circuits
本文概述了基于超导电路的量子力学麦克斯韦恶魔的第一个实验实现。这些实验的主要结果被召回，并放入上下文。我们强调超导电路研究量子热力学的多功能性。
2019-04-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Rabi oscillations in a superconducting nanowire circuit
研究了非简谐超导纳米线振荡器的电路量子电动力学。样品电路由一个电容并联纳米线的宽度约为20 nm和一个变化的长度高达350 nm，电容耦合到一个片上谐振器。通过施加微波脉冲，我们观察拉比振荡，测量相干时间和电路的非谐性。尽管非常紧凑的设计，简单的自上而下的制造和高度的无序的氧化（颗粒状）铝材料中使用，我们观察到的寿命在微秒范围内。
2020-03-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effect in a fractal geometry
本文研究以谢尔宾斯基地毯为金属中间层的约瑟夫森结，证明分形几何可直接影响超流-磁场关系与衍射图样，并揭示磁长度可探测分形最短尺度，为分形SQUID器件提供理论依据。
2024-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting Circuits and Quantum Information
超导电路可以像原子一样在两个能级之间进行跃迁。这样的电路可以在宏观尺度上测试量子力学，并用于在硅芯片上进行原子物理实验。
2006-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Coherent coupling of two remote magnonic resonators mediated by superconducting circuits
我们展示了微波介导的远磁振子-磁振子耦合的超导电路平台上，将芯片安装的单晶Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$（YIG）球。证明了两个YIG球的磁振子模之间存在相干能级排斥和耗散能级吸引。前者由超导谐振腔的腔光子介导，后者由共面波导的传播光子介导。我们的研究结果开辟了新的途径，探索集成的混合磁振子网络的相干信息处理的量子兼容的超导平台。
2022-01-16 cond-mat.mes-hall
Circuit QED and engineering charge based superconducting qubits
在过去的二十年里，我们在介观超导电路中产生和操纵量子相干性的能力取得了巨大的进步。这些进展为超导电路中微波光子的量子光学研究开辟了道路，也为量子信息的处理提供了重要的硬件。主要集中在基于电荷的量子比特，我们提供了这些发展的简要概述，并讨论了目前的艺术状态。我们还调查了实现电路量子电动力学（QED），其中超导人造原子强耦合到单个微波光子已取得的显着进展。
2009-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Circuit QED and sudden phase switching in a superconducting qubit array
超导量子比特连接成一个阵列可以形成量子多体系统，如量子伊辛模型。通过将量子比特耦合到超导谐振器，组合系统形成电路QED系统。在这里，我们使用半经典方法研究量子比特阵列的多体态的非线性行为。我们表明，突然切换以及铁磁相和顺磁相之间的磁制度可以观察到的量子位阵列。实现该系统的超导电路与现实的参数。
2010-03-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Andreev Probe of Persistent Current States in Superconducting Quantum Circuits
利用Andreev干涉仪对电流引起的超导相位差的特殊灵敏度，我们测量了被约瑟夫森结中断的超导环中的持续电流量子态。直接测量干涉仪的电阻可以连续读出状态，使我们能够构建量子线路的能谱。该探针比以往的方法更精确、更快速，可以测量大范围超导电路中的局部相位差。
2005-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave Scattering in the Subohmic Spin-Boson Systems of Superconducting Circuits
本文研究了亚欧姆自旋-玻色子系统微波散射中的量子临界现象，该系统在临界系统-库耦合处表现出量子相变。通过将微波的反射系数与亚欧姆自旋玻色子系统的动态磁化率联系起来，阐明了微波散射中量子临界现象的出现。此外，我们提出了实验装置，实现亚欧姆自旋玻色子系统的超导电路组成的一个电荷量子比特和耗散传输线。
2019-08-08 cond-mat.mes-hall
From Coulomb blockade to nonlinear quantum dynamics in a superconducting circuit with a resonator
受最近的直流偏置约瑟夫森结与谐振器串联的超导电路实验的启发，研究了这些器件远离平衡态时的量子特性。这包括从非相干域到相干库珀对隧穿域的交叉，其中电路实现了驱动非线性振荡器。等效地，弱的光子-电荷耦合变成由单个自由度捕获的强相关性。辐射光子提供了一种监测电荷流动的新工具，而电流噪声则提供了非线性动力学的途径，从而可以分析量子经典边界。
2013-12-20 cond-mat.mes-hall
Flux-charge symmetric theory of superconducting circuits
本文提出一种磁通-电荷对称的超导电路量子化理论，结合拓扑图论与辛几何方法，使电荷和磁通在相空间上对称处理，并探讨电路对偶性从平面到非平面电路的推广。
2024-01-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quasiparticle trapping by orbital effect in a hybrid superconducting-semiconducting circuit
准粒子在约瑟夫森结中的隧穿效应对超导量子比特和电荷宇称量子比特的相干性产生了重要影响，并且在磁场中更容易发生。在这里，我们证明了宇称寿命超过50 $\,\mathrmμ$ s在磁场高达1 $\,$ T，利用半导体纳米线transmon实时检测QP隧穿。我们利用门可调QP过滤器，并找到磁场增强的奇偶寿命，符合增加QP捕获的非门控纳米线由于轨道效应。我们的研究结果强调了QP陷阱工程对于构建磁场兼容混合超导电路的重要性。
2021-05-23 cond-mat.mes-hall
Circuit theory for noise in incoherent normal-superconducting dot structures
我们考虑由任意连接器连接的节点组成的介观电路中的电流波动，在多个正常或超导终端的设置。在弱超导邻近效应的限制下，由一般计数场论可导出二阶交叉极化子的简化方程，其结果符合半经典最小关联原理。我们讨论这个结果的推导在多点的情况下。
2005-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superadiabatic population transfer in a three-level superconducting circuit
量子态的绝热操纵是现代量子信息处理的重要手段。在这里，我们证明了在三能级超导传输子电路的绝热布居转移的加速，抑制寄生的非绝热激发与额外的双光子微波脉冲。我们将这种超绝热方法应用到受激拉曼绝热过程中，实现了量子线路从基态到第二激发态的快速而稳健的布居转移。
2019-11-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Superconducting Circuits for Quantum Simulation of Dynamical Gauge Fields
我们描述了一个超导电路晶格设计的动态格点规范理论的实施和模拟。我们通过分析一个一维U（1）量子链模型来说明我们的建议，其中超导量子比特在晶格位置上扮演物质场的角色，而规范场由相邻位置之间的每个链接上的两个耦合微波谐振器表示。一个最小的实验协议，用于探测与字符串断裂效应相关的物理学的详细分析表明，尽管在这些系统中存在退相干，从凝聚态物质和高能物理学的独特现象可以可视化与国家的最先进的技术在小型超导电路阵列。
2013-09-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
A ballistic graphene superconducting microwave circuit
约瑟夫森结（JJ）是微波量子线路的基本元件，如可调谐腔、量子比特和参量放大器。最近开发的封装的石墨烯JJ，具有在微米距离尺度上延伸的超电流，作为量子线路的新构建块具有令人兴奋的潜在应用。尽管如此，该技术的微波性能尚未被探索。在这里，我们展示了一个微波电路的基础上弹道石墨烯JJ嵌入在超导腔。我们直接观察到一个门可调约瑟夫森电感通过设备的谐振频率，并使用一个详细的RF模型，我们提取这个电感定量。我们还观察到器件的微波损耗，并将其转化为μeV能量尺度下结的子隙电阻，这在DC测量中是不可访问的。我们在这里观察到的微波性能表明，石墨烯约瑟夫森结是实现相干量子线路的可行平台。
2018-10-05 cond-mat.mes-hall
Superconducting circuit protected by two-Cooper-pair tunneling
我们提出了一种基于有效电路元件的受保护超导量子比特，它只允许库珀对隧穿。这些动力学产生了一个几乎退化的基态流形索引的奇偶性隧道库珀对。我们表明，当电路元件被一个大的电容分流，这个流形可以被用作一个逻辑量子比特，我们希望是不敏感的多重弛豫和退相机制。
2020-01-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
NMR-like control of a quantum bit superconducting circuit
基于约瑟夫森结的不同纳米制造超导电路已经实现了一定程度的量子相干性，足以证明它们的量子态的相干叠加。这些电路被认为是用于实现量子比特，这是最近提出的量子计算机设计的构建块。我们报告的实验中，一个量子位电路，quantronium的状态，有效地操纵使用的方法，灵感来自核磁共振（NMR）。
2004-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ultrastrong coupling in a scalable design for circuit QED with superconducting flux qubits
本文从理论上研究了一种含有超导磁通量子比特的电路量子电动力学（QED）结构。量子位通过源自谐振器的电流模式的ac电流耦合到传输线谐振器。通过改变量子比特和谐振器之间的电容可以获得超强耦合。我们提出了一个可扩展的设计，其中两个量子位耦合可以实现。
2015-10-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-dimensional Lattice Gauge Theories with Superconducting Quantum Circuits
U（1）格点规范理论的量子模拟器可以用超导电路实现。这使得调查的限制和解除限制相的量子链接模型，和价键固体和自旋液相的量子二聚体模型。分数限制弦和量子相变的实时动力学也是可以访问的。在这里，我们将展示最先进的超导技术如何使我们能够在相对较小的电路晶格中模拟这些现象。通过利用超导量子比特耦合时出现的量子化激发之间的强非线性耦合，我们展示了如何设计规范不变的哈密顿量，包括环交换和四体伊辛相互作用。我们表明，尽管退相干和无序效应，最小的电路实例使我们能够调查的性质，如电通量字符串的动态，规范不变场论中的信号约束。这些模型在更大的超导电路中的实验实现可以解决超出当前计算能力的悬而未决的问题。
2014-10-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Blackbox Quantization of Superconducting Circuits using exact Impedance Synthesis
提出了一种新的量子化方法，用于研究线性微波环境下的约瑟夫森结超导电路。该方法是基于一个精确的阻抗合成的微波环境被认为是一个黑盒子的阻抗函数Z（s）。合成的电路捕捉耗散动力学的系统与电阻耦合的电抗部分的电路在一个非平凡的方式。我们的电路和计算弛豫率以下以前的形式主义集总元件电路量化。直到拟合误差，我们的方法给出了系统及其损失的精确描述。
2014-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Basic protocols in quantum reinforcement learning with superconducting circuits
University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）
超导电路技术最近实现了涉及闭环反馈回路的量子协议。量子人工智能和量子机器学习是量子技术中的新兴领域，可以使量子设备从外部世界获取信息并通过学习过程进行自我改进。在这里，我们提出了量子强化学习中基本协议的实现，超导电路采用反馈回路控制。我们介绍了不同的情况下，与国家的最先进的超导电路技术的原理验证实验，并分析其存在的缺陷的可行性。用超导电路实现的量子人工智能领域为增强的量子控制和量子计算协议铺平了道路。
2017-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con cs.AI
Circuit theory for decoherence in superconducting charge qubits
基于对底层电路的网络图分析，导出了任意超导电荷量子比特的量子理论。用Caldeira-Leggett模型描述电路中的耗散元件，计算了电荷量子比特的退相干和泄漏率。分析包括由于耗散电路元件，如电压源或准粒子电阻的约瑟夫森结在电路中的退相干。本文提出的理论是超导磁通量子比特的量子线路理论的对偶。与自旋玻色子模型相比，考虑了量子比特的完整希尔伯特空间结构及其与耗散环境的耦合。此外，电路的自感和互感都被完全包括在内。
2005-04-28 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
Efficient single-photon frequency conversion in the microwave domain using superconducting quantum circuits
基于超导量子线路中的相干控制，提出了一种在微波域实现高效单光子频率转换的方法.利用全量子力学方法分析了该系统中的单光子散射过程，发现通过调节施加在人工原子上的控制场的参数，可以实现效率接近于1的单光子频率上转换或下转换。我们进一步表明，我们的方法在实验上是可行的，在目前可用的超导磁通量子位电路。
2017-11-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Parametrically induced strong coupling between a superconducting quantum circuit and a solid-state spin ensemble
The Grainger College of Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校格雷格工程学院）；Materials Research Laboratory, The Grainger College of Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校格雷格工程学院材料研究实验室）；Holonyak Micro and Nanotechnology Lab, The Grainger College of Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校格雷格工程学院霍洛尼亚克微纳技术实验室）；National Center for Supercomputing Applications, University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校国家超级计算应用中心）
本文通过参数泵浦实现约瑟夫森电路与稀土自旋系综之间的动态可控强耦合，为超导量子处理器提供高相干量子存储器。
2026-06-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Realizing a Circuit Analog of an Optomechanical System with Longitudinally Coupled Superconducting Resonators
通过纵向耦合两个频率相差一个数量级的超导谐振器，实现了通用腔光力学哈密顿量的超导电路模拟。我们通过在高频谐振腔中嵌入超导量子干涉器件（SQUID），使其谐振频率依赖于附近低频LC谐振腔的零点电流波动，从而实现纵向耦合。通过采用边带驱动场，我们通过控制驱动场的幅度来增强约15 kHz至280 kHz的固有耦合强度。我们的研究结果为在完全超导平台上探索光机械效应铺平了道路，并可以在尚未探索的射频波段进行光子量子光学实验。
2017-12-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electromagnetic Simulation and Microwave Circuit Approach of Heat Transport in Superconducting Qubits
超导电路中量子热输运的研究对于进一步理解量子力学与热力学之间的联系以及量子信息的可能应用具有重要意义。已经设计并测量了第一批实验实现的设备，这些设备展示了由量子比特介导的光子热传输。出于对这些实验结果的分析，以及未来的实验设计，我们使用Sonnet软件通过电磁模拟来数值评估量子比特谐振器器件在线性电路区域中的光子热输运，并与微波电路理论进行比较。我们表明，该方法是一个强大的工具来计算热传输和预测不必要的寄生共振和背景。
2022-07-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence in a superconducting quantum bit circuit
量子位电路中的退相干目前是其用于量子计算目的的主要限制。我们目前的实验，灵感来自核磁共振，在一个特定的超导量子位电路，quantronium的消相干。我们介绍了一个通用的框架分析的退相干，耦合到量子比特的噪声源的谱密度的基础上。在这个框架内对我们的测量结果进行分析表明，噪声源作用于量子比特的简单模型。我们讨论了各种方法来对抗退相干。
2005-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hybrid quantum circuits: Superconducting circuits interacting with other quantum systems
混合量子线路结合了两个或多个物理系统，目的是利用不同系统的优点和优势，以便更好地探索新现象，并可能带来新的量子技术。本文简要介绍了迄今为止在涉及原子、自旋和固态器件（包括超导和纳米机械系统）的混合电路领域所取得的进展。这些电路如何结合元素从原子物理学，量子光学，凝聚态物理，和纳米科学进行了讨论，并提出了不同的可能的方法，将各种系统集成到一个单一的电路。特别是，混合量子线路可以在芯片上制造，促进其未来的可扩展性，这对于构建未来的量子技术至关重要，包括量子探测器，模拟器和计算机。
2013-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Simple Phase Bias for Superconducting Circuits
一个相位偏置工具，基于一个被困磁通在一个环，提出并证明。它可以提供任意的相位值，并且制作简单。在两个超导量子干涉器件中实现了相位偏置，临界电流与磁通量的关系分别发生了π/2和π的偏移。
2002-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vacuum-Gap Capacitors for Low-Loss Superconducting Resonant Circuits
从低温探测器阵列的多路复用读出到量子比特，许多超导谐振电路中都使用了低损耗微波元件。非晶介电材料中的二能级系统缺陷会引起能量的过度损耗。在努力改善电容器组件，我们已经使用光学光刻和微机械加工技术，以开发超导平行板电容器，其中有损耗的电容器被真空间隙取代。在50 mK下对集成了这些真空间隙电容器（VGC）的集总LC电路进行的谐振测量显示，在低功率下的损耗角正切低至4 × 10 ^{-5}，显著低于使用非晶双极晶体的电容器。VGC结构坚固、体积小，并且容易扩展到100 pF以上的电容值。
2008-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Exact quantization of superconducting circuits
我们提出了一个理论描述的电路组成的弱非谐量子比特耦合到腔多模。我们得到了一个酉变换，对角化电路的谐波扇区。弱非谐性不改变简正模基，但它可以改变能级。我们研究了两个例子的一个transmon和两个transmon耦合到总线谐振器，我们确定了封闭形式的公式的缀饰频率和克尔非线性。我们的结果适用于任意频率的失谐和色散区内外的耦合。
2018-07-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fabrication and Characterization of Aluminum Airbridges for Superconducting Microwave Circuits
基于共面波导（CPW）的超导微波电路易受寄生槽线模的影响，从而导致损耗和退相干。我们鼓励使用超导空气桥作为一种可靠的方法，防止这些模式的传播。我们描述了这些空气桥超导谐振器，我们用它来测量由于放置在CPW线空气桥的损失的制造。我们发现，在单光子水平的额外损失是很小的，并在较高的驱动功率降低。
2013-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Native three-body interaction in superconducting circuits
我们展示了如何超导电路组成的三个相同的，非线性振荡器串联考虑其电模式可以实现一个强大的，本地的量子比特之间的三体相互作用。由于强相互作用，部分量子比特子空间耦合到更高的能级。剩余的量子位状态可以用来实现受限的Fredkin门，其进而实现hocT门或自旋晶体管。包括非对称的贡献耦合到地面和外部控制，我们改变电路略有补偿，并找到我们的上述门以上$ 99.5\% $的操作时间为纳秒级的实现的平均并行度。此外，我们展示了如何解析地包括从约瑟夫森结到超导电路的哈密顿量的余弦贡献的所有阶数。
2019-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Acceptor-induced bulk dielectric loss in superconducting circuits on silicon
本文揭示硅中硼受主是限制超导电路性能的强耦合两能级系统来源，通过扫描硼浓度和施加磁场展示了体介电损耗极限及其抑制方法，证明下一代超导量子处理器需要超高纯度衬底。
2024-02-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Black-box superconducting circuit quantization
本文提出了一种半经典的方法来确定弱非谐超导电路的有效低能量子哈密顿量，该电路包含与电磁环境耦合的介观约瑟夫森结，该电磁环境由分布和集总元件的任意组合组成。一个方便的基础，捕获多模物理，给出了量化的本征模的线性化电路，并完全由一个经典的线性响应函数。用该方法数值计算了三维transmon系统的低能能谱，并与测量结果定量吻合。
2012-04-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topologically-enforced bifurcations in superconducting circuits
拓扑绝缘体和超导体与非线性动力学领域的关系还没有得到广泛的探索。为了解决这个问题，我们采用了苏-施里弗-希格模型，一个典型的例子，一个拓扑绝缘体的线性耦合几何，并使其非线性的超导电路的上下文中。因此，该系统表现出拓扑强制分岔的拓扑控制参数的函数，这最终引起混沌动力学，分离的阶段，表现出明确的拓扑特征。
2016-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting quantum many-body circuits for quantum simulation and computing
量子模拟器作为研究多体量子系统的一种手段是很有吸引力的，这些系统不适合于经典的数值处理。超导电路为量子模拟提供了一个通用的框架。在这个角度来看，我们讨论了超导电路如何允许各种各样的相互作用的工程，这反过来又允许各种各样的模型哈密顿的模拟。特别是，我们专注于强光子介导的非线性元件的光子相互作用。这包括在现场，最近邻和四体相互作用的晶格模型，允许实施扩展玻色-哈伯德模型和复曲面代码。我们不仅讨论了模拟量子模拟的现状，而且还讨论了在新兴的量子计算平台上连接量子门时，超导量子模拟的未来前景。
2020-06-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hybrid quantum circuit with a superconducting qubit coupled to a spin ensemble
我们报道了一个超导量子比特和电子自旋系综的混合量子线路的实验实现。transmon类型的量子位通过充当量子总线的频率可调谐超导谐振器相干耦合到由金刚石晶体中的氮空位（NV）中心组成的自旋系综。使用这个电路，我们准备了量子位态的任意叠加，我们将其存储到自旋系综的集体激发中，并在稍后将其取回到量子位中。这些结果首次证明了基于自旋系综的超导量子比特量子存储器的概念。
2011-10-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Realization of microwave quantum circuits using hybrid superconducting-semiconducting nanowire Josephson elements
我们报告的实现量子微波电路使用混合超导半导体约瑟夫森元件组成的InAs纳米线接触NbTiN。电容分流的单个元件表现为具有电可调跃迁频率的transmon量子比特。双元件电路在零外加通量附近也表现出类似transmon的行为，但在通量量子的一半处表现为通量量子位，其中元件中的非正弦电流-相位关系产生双阱约瑟夫森势。这些混合约瑟夫森元件在需要工作在磁场中的微波超导电路中具有很好的应用前景。
2015-03-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Symmetries and collective excitations in large superconducting circuits
电路的吸引力在于它们的模块化和易于制造。基于简单构建块的工具箱，电路提供了一个强大的框架，通过将电路元件组合成更大的网络来实现新的功能。模块化在多大程度上适用于量子线路是一个悬而未决的问题--量子电路是由超导材料制成的，其中电压和电流由量子物理定律控制。如果能够实现，较大电路网络中的量子相干性对于量子信息处理的进步具有巨大的潜力，包括对退相干的拓扑保护。在这里，我们提出的理论适合定量建模这样的大电路，并讨论其应用fluxonium设备。我们的方法利用电路所表现出的近似对称性，并使我们能够获得新的预测fluxonium设备的能谱，可以测试与当前的实验技术。
2012-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Circuit Quantum Electrodynamics with a Superconducting Quantum Point Contact
在电路量子电动力学系统中考虑超导量子点接触。我们研究了三种不同的配置，可与当前的技术，量子点接触电流耦合到共面波导谐振器。此外，我们证明了强和超强耦合制度可以实现与现实的参数，允许超导量子点接触和量子化腔内场之间的相干交换。
2012-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Lamb shift enhancement and detection in strongly driven superconducting circuits
结果表明，强驱动的量子系统大大提高了兰姆位移引起的宽带水库，这是典型的固态设备。通过改变驱动参数，可以以独特的方式调谐具有连续光谱分布的环境真空波动对系统可观测量的影响。这为基于库珀对盒的超导电路中的兰姆位移提供了实验上可行的测量方案，其中兰姆位移可以在移位的修饰跃迁频率或泵浦电荷电流中被检测到。
2014-05-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hardware-Encoding Grid States in a Non-Reciprocal Superconducting Circuit
提出了一种由非互易器件和约瑟夫森结组成的电路设计，该结的基态空间是双简并的，其基态是Gottesman-Kitaev-Preskill（GKP）码的近似码字。我们确定的电路的低能量动力学的等价性，这个系统的问题，一个单一的电子限制在一个二维平面和强磁场的影响下，一个周期性的潜在的。我们发现，电路是自然保护免受常见的噪声通道超导电路，如电荷和磁通噪声，这意味着它可以用于被动量子纠错。我们还提出了现实的设计参数的实验实现，我们描述了可能的协议来执行逻辑一个和两个量子位门，状态准备和读出。
2020-02-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Interacting two-level defects as sources of fluctuating high-frequency noise in superconducting circuits
从第一次实验开始，超导电路就受到环境噪声的强烈耦合，破坏了量子相干性，降低了性能。在最先进的实验中，发现超导量子比特的弛豫时间作为时间的函数波动。我们提出了测量这种波动的3D-介子电路和开发一个定性模型的基础上的背景两级系统（TLS），出现在设备材料中的缺陷的浴内的相互作用。在我们的模型中，作用于量子比特的时间依赖性噪声密度来自其与高频TLS的近共振耦合，高频TLS由于与低频热波动TLS的相互作用而经历能量波动。我们通过提供在相位量子比特电路中的单个TLS中观察到的这种能量波动的实验证据来支持该模型。
2015-08-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum thermal transistor in superconducting circuits
基于电流的逻辑设备在现代社会中无处不在。然而，数字逻辑确实具有一些缺点，诸如相对高的功耗。因此，寻求替代手段来构建可以作为独立设备工作或与更传统的电子电路结合工作的逻辑电路是非常有意义的。一个前景广阔的方向是将热流用于逻辑元件。在本文中，我们讨论了最近的量子热晶体管的抽象建议，并提供了一个具体的设计这样的设备使用超导电路。使用电路量子电动力学Jaynes-Cummings模型，我们提出了一种三端器件，它允许从源极到漏极的热传递，这取决于耦合在栅极调制器的浴槽的温度，并表明它提供了类似于传统半导体晶体管的特性。
2020-05-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Superluminal Physics with Superconducting Circuit Technology
我们介绍了一个工具箱的量子模拟的超光速运动与超导电路。我们表明，它是可能的，以超过光速的电磁介质中的恒定速度和随后的金斯堡辐射的发射模拟超导量子比特的运动。我们认为，以及可能的设置模拟超光速运动的镜子，发现一个链接与超辐射相变的迪克模型。
2017-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con hep-th
Low-loss tunable metamaterials using superconducting circuits with Josephson junctions
我们报告的实验与超导材料含有约瑟夫森结。在这些结构中，传统超材料中使用的开口环谐振器被超导回路取代，超导回路被约瑟夫森结中断，所谓的rf-SQUID。与开口环谐振器一样，这些元件可以被视为耦合到磁场的LC谐振器。超导薄膜超材料的优点在于，由于约瑟夫森结的可调谐的本征电感，可以通过施加外部直流磁场来改变rf-SQUID的谐振频率。我们目前的实验结果表明，这些设备的谐振频率的可调谐性。
2013-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Digital Quantum Rabi and Dicke Models in Superconducting Circuits
提出了利用电路量子电动力学对量子Rabi和Dicke模型进行模拟-数字量子模拟的方法。我们发现，所有的物理制度，特别是那些是不可能实现的典型腔QED设置，可以模拟通过酉分解成数字步骤。此外，我们显示的狄拉克方程动力学的量子拉比模型时，模式频率消失的出现。最后，我们分析了现实的超导电路场景下，这一建议的可行性。
2014-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Low-loss superconducting resonant circuits using vacuum-gap-based microwave components
我们已经生产出高质量的复杂微波电路，如多路复用谐振器和超导相位量子比特，使用“真空间隙”技术，消除了损耗介电材料。我们已经改进了我们的设计和制造策略，超越了我们早期的工作，提高了产量，使这些复杂的电路得以实现。我们在芯片上集成了用于梯度电感器和真空间隙电容器（VGC）的新型真空间隙布线跨接器（VGX），以产生在50 mK下具有大内部品质因数（30，000 <Q<165，000）的谐振电路，其性能优于大多数介质填充器件。VGC高达180 pF的谐振器证实了我们的集总元件元件的单模行为。
2010-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave photonics with superconducting quantum circuits
在过去的20年里，超导量子线路在实验和理论上都取得了令人瞩目的进展，它为操纵微波光子提供了一个平台。微波光子学和量子信息处理中的许多新现象推动了超导量子微波电路这一新兴领域的发展。例如，超导量子线路与单个微波光子之间的相互作用可以达到强耦合、超强耦合甚至深强耦合。许多高阶效应，不寻常的和不太熟悉的传统腔量子电动力学与自然原子，已被实验观察到，例如，巨克尔效应、多光子过程和单原子引起的微波光子双稳态。这些发展可能会导致更好地理解量子力学的反直觉性质，并加快从微波光子学到超导量子信息处理的应用。本文综述了超导量子线路在微波光子学中的实验和理论进展。我们希望这次全球审查能够为这个快速发展的领域提供有用的路线图。
2017-10-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Multi-mode superconducting circuits for realizing strongly coupled multi-qubit processor units
处理器中的量子比特间耦合和量子比特连通性对于实现高保真多量子比特门和高效实现量子算法至关重要。典型的超导处理器采用经由频率调谐或微波驱动器激活的相对弱的横向量子位间耦合。在这里，我们提出了一类多模超导电路，实现多个transmon量子比特与所有到所有的纵向耦合。这些“人造分子”直接实现了一个多维希尔伯特空间，由于始终在线的纵向耦合，可以很容易地操纵。我们描述了分析此类电路的基本技术，计算相关属性，并讨论如何优化它们以创建具有通用可编程性的高效小规模量子处理器。
2018-08-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Differentiating Majorana from Andreev Bound States in a Superconducting Circuit
我们研究了一维有限电容拓扑约瑟夫森结的低能理论。跨结的电荷波动耦合到谐振微波场，并可用于探测微观激发，如Majorana和Andreev束缚态。这种婚姻之间的本地化微观自由度和宏观动力学的超导相，导致独特的光谱模式，使我们能够揭示存在的马约拉纳费米子之间的低洼激发。
2019-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
