Broadband architecture for galvanically accessible superconducting microwave resonators
在许多混合量子系统中，需要将直流控制与共面波导（CPW）微波谐振器相结合的超导电路。到目前为止，向微波谐振器施加DC电压或电流偏置的策略是通过对称点施加偏置，使得对于某些频率，偏置表现为开路。在这里，我们介绍了一个微波耦合器的超导共面波导腔在一个大的并联电容到地的形式。这种耦合器充当微波的宽带反射镜，同时提供与谐振器的中心导体的电流连接。我们证明了这种方法与两端口$λ/4$ -传输谐振器的线宽在MHz制度（$Q\sim10^3$），没有杂散谐振，并施加电压偏置高达$80$ V，而不影响谐振器的品质因数。这种谐振器耦合结构，这是简单的工程，制造和分析，可能有许多潜在的应用在实验中涉及超导混合电路。
2015-11-22 cond-mat.mes-hall
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
Large collective Lamb shift of two distant superconducting artificial atoms
虚光子可以介导原子之间的相互作用，导致能量转移，称为集体兰姆转移。观察集体兰姆位移是具有挑战性的，因为它可以被辐射衰变和直接的原子-原子相互作用所掩盖。在这里，我们将两个超导量子比特放置在由反射镜终止的传输线中，这抑制了衰变。我们测量集体兰姆位移达到0.8%的量子位跃迁频率，并超过过渡线宽。我们还表明，量子位可以通过传输线相互作用，即使其中一个不衰变到它。
2019-04-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamical Lamb Effect in a Tunable Superconducting Qubit-Cavity System
将自然原子置于含时腔中，由于与量子化光子模的相互作用，原子可以被参量激发。这样一个过程的通道之一是动态兰姆效应，诱导的原子能级兰姆位移的非绝热调制。然而，在自然原子的实验中，很难将这种效应与原子激发的其他机制分开。我们指出，与超导量子比特（人造宏观原子）耦合的传输线腔为观察动力学兰姆效应提供了一个独特的平台。一个关键的想法是利用一个动态可调的量子位谐振器耦合，这是最近实现的。通过非绝热地改变耦合，即使腔最初是空的，也可以通过兰姆位移的非绝热调制来参数化地激发量子比特。在具有时变耦合常数的Rabi模型中，超越旋转波近似，研究了这样一个耦合系统的动力学。提出了一种有效的方法，通过周期性和非绝热开关的量子比特谐振器耦合能量来增加效果。
2015-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Broadband electron spin resonance from 500 MHz to 40 GHz using superconducting coplanar waveguides
我们提出了非传统的电子自旋共振（ESR）实验，使用微加工超导波导。我们表明，一个非常宽的频率范围，从0.5到40 GHz，变得可访问的高频率精度小于1 MHz，在低温下至1.6 K，并在字段高达1.4 T。这允许在频域中准确地检查ESR吸收位置，而不是在场域中更常见的观察。我们证明了扫频ESR对红宝石中Cr ~（3+）原子以及硝酰基-氮氧自由基家族（使用2-（4 '-甲氧基苯基）-4，4，5，5-四甲基咪唑啉-1-氧基-3-氧化物，a.k.a. NitPhOMe）。1.6和30 K之间的测量揭示了一个小的频率偏移的ESR和共振加宽低于临界温度，我们都归因于修改的磁场配置由于屏蔽电流的外观。
2013-04-16 cond-mat.mes-hall
A highly-sensitive broadband superconducting thermoelectric single-photon detector
本研究提出一种基于超导体隧道结双极热电效应的无源单光子探测器，可在超宽频率范围实现高灵敏度单光子探测，还能通过热电压持续时间辨别光子能量，在多重量子科技领域具备应用潜力。
2023-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
All-microwave Lamb shift engineering for a fixed frequency multi-level superconducting qubit
针对固定频率 transmon 的 Lamb 位移调控难题，本文提出利用近谐振器失谐单色驱动诱导纵向耦合的全微波方法，实现最高 30 MHz 调控并将净位移置零。
2025-01-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum environment afterglow from broadband excitation spectroscopy in superconducting qubits
Institute for Functional Quantum System (PGI-13), Forschungszentrum Jülich（朱利希研究中心功能量子系统研究所）；Department of Physics, RWTH Aachen University（亚琛工业大学物理系）
本文通过时间分辨宽带激发光谱研究超导量子比特环境，重建噪声谱并揭示长寿命二能级系统，发现其导致非马尔可夫效应，为容错量子计算提供障碍识别与规避方法。
2026-09-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
DC-powered broadband quantum-limited microwave amplifier
Institut Quantique, Université de Sherbrooke（舍布鲁克大学量子研究所）
研究提出一种直流供电的宽带量子限制微波放大器，通过阻抗工程设计的非弹性库珀对隧道放大器（ICTA）实现高保真单次读取，显著降低硬件复杂度。
2026-05-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Gigahertz-frequency Lamb wave resonator cavities on suspended lithium niobate for quantum acoustics
The University of Tokyo（东京大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
在悬空锂铌酸盐上实现吉赫兹频率兰姆波谐振腔，用于量子声学中的量子比特耦合研究
2026-01-20 cond-mat.mes-hall
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
Tunable interaction of superconducting flux qubits in circuit QED
我们提出利用腔辅助相互作用和强驱动来实现超导磁通量子比特的可调谐相互作用。量子位具有三能级λ组态，由于有效的大失谐，激发态的衰减将被极大地抑制。实现的相互作用对腔场状态不敏感，并且可以通过调制量子比特驱动场的相位差来控制。特别是，我们的方案是基于典型的电路QED设置，因此将提供一个简单的方法对超导量子比特的可调相互作用。最后，我们考虑了在典型退相干效应的影响下，利用构造的相互作用产生两个和四个量子比特的纠缠态。
2015-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Photon-number-dependent effective Lamb shift
兰姆位移是由电磁真空的存在引起的能量位移，已经在各种量子系统中观察到，并被确定为与环境光子数无关的能量位移的一部分。然而，典型的研究是基于简单的玻色子模型，这在实际的量子器件中可能会受到挑战。我们证明了一个混合玻色-费米子环境的线性谐振腔模式，并观察到，在环境中的光子数可以显着增加的耗散和有效的兰姆位移的模式。我们的观察结果定量描述的第一性原理模型，我们在这里也指导未来的量子技术应用的设备设计。这里展示的设备可以作为一个完全射频操作的量子电路冰箱来快速重置超导量子比特。
2021-08-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Broadband parametric amplification for multiplexed SiMOS quantum dot signals
本研究利用JTWPA实现了SiMOS量子点信号的宽带参量放大，在3GHz下完成多路复用读出，SNR提升超10dB且在1.2T磁场下稳定运行，兼容标准自旋量子比特实验。
2023-08-02 cond-mat.mes-hall
Superconducting qubit in a nonstationary transmission line cavity: parametric excitation, periodic pumping, and energy dissipation
考虑了耦合到非稳态传输线腔中的超导量子比特在考虑能量耗散的情况下的频率调制。以前，它被证明，在一个单一的腔频率的非线性调制的情况下，有两个通道的两个能级系统的激发，这是由于吸收的Casimir光子和由于反向旋转波过程负责的动态兰姆效应。我们发现，谐振器频率的参数周期调制可以显着增加的激发概率。值得注意的是，在这种调制下的反向旋转波过程开始发挥重要作用，即使在共振制度。我们的预测可以用来控制量子比特-谐振腔量子态，以及研究不同通道的参数量子比特激发的实验。
2016-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Designing frequency-dependent relaxation rates and Lamb shift for a giant artificial atom
在传统的量子光学中，研究原子与光在光学频率下的相互作用，与光的波长相比，原子可以近似为点状。到目前为止，这种关系也适用于由超导电路或量子点制成的人造原子，与微波辐射相互作用。然而，最近和正在进行的实验使用表面声波表明，一个单一的人工原子可以耦合到玻色子场在几个点波长分开。在这里，我们从理论上研究这种类型的系统。我们发现，多耦合点引起的频率依赖性的原子和它的环境之间的耦合强度，也在原子的兰姆位移。频率依赖性由耦合点坐标的离散傅立叶变换给出，因此可以设计。我们讨论了这种现象的一些可能的应用，包括可调谐耦合，单原子激光，和其他效果，可以通过设计在一个多能级原子的不同跃迁的相对耦合强度来实现。
2014-06-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entangled microwaves as a resource for entangling spatially separate solid-state qubits: superconducting qubits, NV centers and magnetic molecules
宽带双线压缩微波态中的量子关联可以在由两个单量子比特或两个量子比特系综组成的空间分离的二分系统中诱导纠缠。通过对与两个分离但纠缠的浴接触的二体量子系统使用适当的主方程，充分表征了空间分离量子系统中纠缠的产生过程。我们的研究结果提供的证据表明，这种通过耗散的纠缠转移是可行的，从而在二分量子系统中产生稳态纠缠量，该系统可以针对广泛的现实物理系统进行优化，包括最先进的实验，其中NV中心在金刚石中，超导量子位甚至嵌入在晶体基质中的磁性分子。
2016-06-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Broadband Fourier transform spectroscopy of quantum emitters photoluminescence with sub-nanosecond temporal resolution
提出基于双折射干涉仪和超导单光子探测器的时域傅里叶变换光谱学方法，实现了量子发射体在近红外至通信波段的宽带光谱表征及亚纳秒级自旋相关光谱变化监测。
2025-04-21 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.optics
