Proposed cavity Josephson plasmonics with complex-oxide heterostructures
我们讨论了如何复杂的氧化物异质结构，包括高Tc超导铜氧化物可以用来实现一个阵列的亚毫米腔，支持约瑟夫森等离子体激元。这些腔有几个有吸引力的功能，为新型的轻物质相互作用的研究，我们表明，他们促进太赫兹频率辐射和约瑟夫森等离子体之间的“超强”耦合。约瑟夫森等离子体激元的腔电动力学允许操纵超导序参量相位相干性。作为一个例子，我们讨论了它如何可以用来冷却超导相位波动与光。
2016-01-06 cond-mat.supr-con
Revealing the loss mechanisms of a 3D superconducting microwave cavity for use in a dark matter search
本研究揭示了铝超导微波腔在不同温度下的损耗机制，发现高温区损耗由准粒子主导，低温区由双能级系统主导，品质因数在130 mK时达2760万，为暗物质搜寻等应用提供了关键参考。
2025-04-30 cond-mat.supr-con
Spectrum of Andreev Bound States in a Molecule Embedded Inside a Microwave-Excited Superconducting Junction
通过纳米级超导收缩的非耗散约瑟夫森电流由光谱上尖锐的能态携带，即所谓的Andreev束缚态。虽然理论上预测了近40年前，没有直接的光谱证据，这些安德烈耶夫束缚态存在的日期。我们提出了一种新型的光谱学的基础上嵌入超导收缩，形成一个单能级分子结，在微波QED腔环境。在电子修饰的腔谱中，我们发现在Andreev束缚态能量的两倍处的极化激元激发，以及腔频率的超导相位相关的交流斯塔克位移。这种频移的色散测量可用于Andreev束缚态光谱。
2008-09-15 cond-mat.supr-con
A proposal for realizing a 3-qubit controlled-phase gate with superconducting qubit systems coupled to a cavity
提出了一种利用超导量子比特系统耦合到腔体中实现3量子比特量子相位控制门的方法。该方案不需要调整量子位能级间距或相同的量子位-腔耦合常数。此外，由于仅应用谐振相互作用，因此可以在$\sim $ 10纳秒内快速执行门控。这个提议是相当普遍的，它可以应用于各种类型的超导量子比特，被困在腔中的原子，或耦合到谐振器的量子点。
2012-08-07 cond-mat.supr-con quant-ph
Quench Detection in a Superconducting Radio Frequency Cavity with Combine Temperature and Magnetic Field Mapping
本文联合温度测绘与AMR磁场测绘，在2.0 K下定位3.0 GHz Nb腔体的热点和失超位置，并证明局部俘获涡旋与失超事件直接相关。
2023-08-16 cond-mat.supr-con
Emergence of Triplet Superconductivity from Cavity Vacuum Fluctuations
Shanghai Qizhi Institute（上海启智研究院）；Shanghai Artificial Intelligence Laboratory（上海人工智能实验室）；Fudan University（复旦大学）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本研究通过理论分析，证明腔真空涨落可以单独驱动原本的单重态超导体中出现三重态超导性，并揭示了其通过重整化电子能带结构改变费米面和配对通道竞争的实现机制。
2026-05-23 cond-mat.supr-con
Fast quantum gate with superconducting flux qubits coupled to a cavity
我们提出了一种快速实现双量子比特控制相位门的方法，该方法将超导磁通量子比特耦合到腔体中。该提议的一个显著特征是，由于仅使用量子比特-腔共振相互作用和量子比特-脉冲共振相互作用，因此与先前的提议相比，门可以更快地执行。该提议不需要在门操作期间调整量子比特水平间距。此外，该提议既不需要量子位参数的均匀性，也不需要量子位在腔中的精确放置。
2012-07-29 cond-mat.supr-con quant-ph
Three qubit Grover's algorithm using superconducting quantum interference devices in cavity QED
提出了一种利用四能级超导量子干涉器件（SQUID）耦合到超导谐振腔实现三量子比特Grover算法的方案。该方案是基于谐振，非谐振腔场与SQUID的相互作用和经典微波脉冲的应用。我们表明，SQUID水平间距的调整过程中的门操作，绝热通道，和二阶失谐是不需要的，导致更快的实施。我们还表明，即使在存在能级衰减和腔耗散的情况下，也可以高保真地搜索标记态。
2013-08-21 cond-mat.supr-con quant-ph
Frequency Dependence of Superconducting Cavity Q and Magnetic Breakdown Field
本文从理论上解释了L和S波段Nb超导腔比X波段高频率超导腔Q值低和磁击穿场低的现象。这两种效应都与空腔壁中的磁通量的捕获有关。频率依赖性源于振荡磁通体的电阻率的频率依赖性。基于该模型的计算结果与实验结果相一致。
2003-08-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Macroscale non-local transfer of superconducting signatures to a ferromagnet in a cavity
腔自旋电子学最近预示着磁性样品之间的非局域磁振子信号转移。在这里，我们表明，通过在腔中包括超导体，我们可以利用这些原则，使复合超导体-铁磁体系统的宏观尺度。我们分析超导体的交流。电导率的影响自旋动力学的空间分离的磁铁，我们讨论了自旋电子应用的潜在影响。
2020-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dispersive microwave bifurcation of a superconducting resonator cavity incorporating a Josephson junction
我们观察到了含有约瑟夫森隧道结非线性元件的微波超导法布里-珀罗腔的动态双稳态。该效应是光学双稳态的模拟，表现在腔的透射和反射特性中，并且由谐振频率的波振幅依赖性和腔内场能量的有限停留时间之间的竞争来控制。这种有限的停留时间仅仅是由于通过测量过程从腔体提取辐射。与一个简单的模型的基础上的Duffing振子方程的紧密定量协议表明，非线性，因此分叉现象，是完全分散的。
2007-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Photo-induced superconducting diode effect via chiral cavity modes
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
本文通过光控超导二极管非互易性，揭示光诱导轨道磁化在许多体基态中的手性嵌入机制，为量子电路提供非侵入性功能探索方法。
2026-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Preparation of macroscopic quantum superposition states of a cavity field via coupling to a superconducting charge qubit
我们提出了如何利用含有超导电荷量子比特的微波腔产生宏观量子叠加态。基于对电荷态的测量，我们证明了单模腔场的两个宏观可区分相干态的叠加可以通过腔场与电荷量子比特的可控相互作用产生。在腔场的这种叠加被创建之后，相互作用可以被经典磁场关闭，并且在腔场和电荷量子比特之间没有信息传递。我们还讨论了两个压缩相干态叠加态的产生。
2005-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Josephson vortex interaction mediated by cavity modes: Tunable coupling for superconducting qubits
本文提出了一个描述超导传输线中约瑟夫森涡旋（磁通子）相互作用的量子力学模型。涡流通过线性波的发射和吸收（电磁腔模式）相互作用。我们表明，在一个经典的制度，这种特殊类型的相互作用是由通量子的瞬时速度的产品。在量子体系中，该性质提供了涡旋之间的可调谐耦合，其可用于涡旋量子比特的纠缠。涡旋相互作用的物理机制类似于基于捕获离子的量子比特。不同类型的传输线介导的涡流相互作用的建议。
2003-03-11 cond-mat.supr-con quant-ph
Coherent Control of a Superconducting Qubit with Dynamically Tunable Qubit-cavity Coupling
我们演示了耦合到超导共面波导谐振器的超导量子比特的相干控制和测量，该超导共面波导谐振器具有动态可调的量子比特-腔耦合强度。拉比振荡测量几个耦合强度，表明量子位跃迁可以关闭的因素超过1500。我们展示了如何通过快速通量脉冲在关闭状态下仍然可以访问量子位。我们用同步快通量脉冲在设备上进行脉冲延迟测量，并观察到$T_1$和$T_2$时间分别为1.6和1.9 $μ$ s。这项工作演示了如何将这种量子比特纳入量子计算架构。
2011-08-12 cond-mat.supr-con quant-ph
Nonideal optical cavity structure of superconducting nanowire single photon detector
光学腔结构是超导纳米线单光子探测器获得高探测效率的关键因素。实际上，复杂的制造工艺可能导致非理想的光学腔结构。在本研究中制备的SNSPD的横截面透射电子显微镜（TEM）图像显示出意想不到的弧形光学腔，这可能是由于定义NbN纳米线时SiO2层的过度蚀刻而产生的。通过时域有限差分法进行光学模拟，分析了弧形光腔结构对不同偏振态光吸收效率的波长依赖性等影响。器件的中心波长由于弧形腔结构而发生了蓝移。这种效果相当于高度减小的平腔。研究结果可为SNSPD的设计和制作提供参考。
2014-08-18 cond-mat.supr-con physics.optics
Superconducting Cavity-Based Sensing of Band Gaps in 2D Materials
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Research Center for Functional Materials（功能材料研究中心）
本文利用超导共面波导腔探测双层石墨烯的电荷压缩性，通过腔体共振频率偏移揭示二维材料的特性，为研究二维材料带隙提供新方法。
2024-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Measurement of the nonlinear Meissner effect in superconducting Nb films using a resonant microwave cavity: A probe of unconventional pairing symmetries
本文报道了通过测量平面超导腔的谐振频率与平行磁场的大小和方向的关系，观察到Nb薄膜中的非线性迈斯纳效应（NLME）。使用低功率射频探测薄膜薄于伦敦的渗透深度，显着增加了该领域的涡流渗透开始，使NLME检测下真正的平衡条件。这些数据与Usadel方程的计算结果吻合得很好。我们建议使用NLME角谱探测超导体中的非常规配对对称性。
2010-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-degenerate parametric resonance in tunable superconducting cavity
我们发展了一个可调谐超导腔中非简并参量共振的理论。我们专注于非线性效应所造成的非线性约瑟夫森元件连接到腔。我们分析了参数放大在一个强的非线性政权的参数不稳定性阈值，并计算最大增益值。在阈值以上，在参量振荡器状态下，线性腔响应在所有泵浦强度下在振荡器频率处发散。我们表明，这种分歧是有关的连续简并的自由振子状态的相位。应用共振输入提升简并消除发散。我们还研究了量子噪声压缩。结果表明，在强放大区，噪声经历四模压缩，并且在此区的输出信噪比可以显着超过输入值。我们还分析了模间频率转换，并确定在实现完全转换的参数。
2017-04-17 cond-mat.supr-con quant-ph
Measurement-based Synthesis of multi-qubit Entangled States in Superconducting Cavity QED
可以通过耦合到微波传输线谐振器的超导量子位的色散集体QND测量来生成纠缠的多量子位状态。使用量子轨道方法，我们分析了随机测量痕迹，将在实验中观察到的。我们说明了三个量子比特的W-和GHZ-状态的合成，我们分析了如何保真度和纠缠在测量过程中的时间演变。我们讨论了退相干和弛豫的影响，以及不完善的控制实验参数。我们表明，所需的状态可以产生的时间尺度上快得多的量子比特退相干率。
2009-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantifying the effects of dissipation and temperature on dynamics of a superconducting qubit-cavity system
由约瑟夫森结构成的超导电路提供了一个宏观量子二能级系统（qubit），该系统与谐振腔耦合，并通过微波信号进行工作。在这项工作中，我们研究了超导量子比特耦合到一个腔的动力学，包括在亚开尔文温度域的耗散。在第一步中，使用经典的有限元方法来模拟腔和基本电路元件以模拟约瑟夫森结。然后对电路进行量子化，利用结的能量分配比得到系统的完整哈密顿量。在得到哈密顿量的参数后，利用林德布拉德方程研究了考虑温度效应的开放量子系统的动力学行为.最后，我们得到了具有量子印记的系统随时间的频谱和/或动力学。这样的设备工作在几十毫开尔文，我们寻找一组参数，可以使观察量子行为的温度高达1 K。
2022-07-11 cond-mat.supr-con quant-ph
Maintaining high Q-factor of superconducting YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-x}$ microwave cavity in a high magnetic field
在高磁场中的高Q因子微波谐振器可以在从加速器设计到轴子暗物质搜索的广泛领域中有很大的用途。用于放置在高场中的超导腔的材料的自然选择是具有高临界场的高温超导体（HTS）。然而，在三维表面上沉积高质量的晶粒取向的HTS膜在技术上是具有挑战性的。我们已经制作了一个圆形的谐振腔与商业YBa $_2$铜$_3$ O $_{7-x}$（YBCO）磁带覆盖整个内壁和测量的Q-因子在4 K在6.93 GHz的外部直流磁场的函数。我们证明了超导YBCO腔的高Q因子从1 T到8 T没有明显的退化。这是高温超导技术在需要高射频强磁场的研究领域的可能应用的第一个迹象。
2019-04-10 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Large Dispersive Shift of Cavity Resonance Induced by a Superconducting Flux Qubit in the Straddling Regime
我们证明了在跨跃状态下，电容耦合超导磁通量子比特在共面波导谐振腔中引起的色散频移的增强。所观察到的位移的幅度，80 MHz的量子位谐振器失谐5 GHz，定量解释的广义Jaynes-Cummings模型，考虑到量子位更高的能级的贡献。通过将增强的色散位移应用于量子比特读出，我们实现了90%的拉比振荡对比度，这主要是由量子比特的能量弛豫限制的。
2012-10-31 cond-mat.supr-con quant-ph
Interference between magnetic field and cavity modes in an extended Josephson junction
扩展的约瑟夫森结由两个超导电极组成，它们被绝缘体隔开，因此它也是一个微波腔。超导相位差决定了超导电流的大小及其空间分布。外部磁场和谐振腔内场两者都产生沿结的超导相的空间修改。这两种效应之间的相互作用导致了结的临界电流的干扰，并允许我们连续地将第一腔模和约瑟夫森相位之间的耦合强度从1调谐到-0.5。这使得能够在超强耦合状态下对结进行静态和动态控制。
2012-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Resonance inversion in a superconducting cavity coupled to artificial atoms and a microwave background
我们演示了如何加热的环境可以反转的驱动腔的线形。我们考虑了超导共面腔与多个人造原子的耦合。所测量的腔传输的特征在于Fano型谐振的形状是连续可调的偏置电流通过附近的（磁通量）控制线。特别地，微波腔的相同色散偏移可以被观察为峰值或谷值。我们发现，这种Fano峰反转是可能的，由于微波传输之间的可调干扰通过背景，具有反应性和耗散性，并通过腔，受偏置电流诱导加热。背景传输由于控制线和传输线之间的串扰而发生。我们展示了如何这样的背景可以占Jaynes-Cummings型模型通过修改腔和传输线之间的边界条件。我们发现，一般情况下，而共振的位置决定系统的能级，共振的形状给系统的波动和耗散的信息。
2019-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Low temperature laser scanning microscopy of a superconducting radio-frequency cavity
研制了一种低温激光扫描显微镜装置，首次获得了超导射频铌谐振腔内表面电阻的二维分布图。这允许识别表面电阻的非均匀性，其空间分辨率比早期方法好约一个数量级，并且在3.3 GHz下的表面电阻分辨率为~ 1微欧姆。当激光功率为240 mW，调制频率为1 Hz时，获得了约10 dB的信噪比。该装置的各个组成部分，实验过程和结果中详细讨论了这方面的贡献。
2012-01-25 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Cavity quantum electrodynamics for superconducting electrical circuits: an architecture for quantum computation
我们提出了一个可实现的架构，使用一维传输线谐振器，以达到超导电路中的腔量子电动力学的强耦合极限。腔光子耦合到相邻电路（量子位）的量子化激发的真空拉比频率可以很容易地超过腔和量子位的阻尼率。这种架构作为原子物理学实验的宏观模拟以及对于量子计算和控制都是有吸引力的，因为它提供了对自发发射的强抑制，潜在地导致大大增强的量子比特寿命，允许多个量子比特的状态的高保真量子非破坏测量，并且具有用于由厘米距离分离的量子比特的纠缠的自然机制。此外，它将允许产生对量子通信至关重要的微波光子态。
2004-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Compactly packaged superconducting nanowire single-photon detector with an optical cavity for multichannel system
我们研制了用于多通道系统的超导纳米线单光子探测器（OC-SNSPD）。为了有效的耦合，设备被安装在紧凑的光纤耦合封装后，其基板厚度从400减少到45 $μ$ m。在不同衬底厚度下测量的检测效率（DE）测量和光学耦合效率的估计表明，~98%的输入光束可以从衬底后面辐射在15 × 15 $μm^2$纳米线区域上。观察到NbN OC-SNSPD系统在1550 nm和1310 nm处的DE分别为9.5%和25%（暗计数率：100 c/s）。
2010-02-28 cond-mat.supr-con physics.optics quant-ph
Towards measuring variations of Casimir energy by a superconducting cavity
我们考虑一个Casimir腔，其中的一个板是一个薄的超导膜。我们表明，当腔冷却到超导性的开始低于临界温度，急剧变化（在远红外）的反射系数的膜引起的卡西米尔能量的值的变化。尽管卡西米尔能量的相对变化非常小，但其大小可以与超导膜的凝聚能相当，并且这引起许多可测试的效应，包括破坏膜的超导性所需的临界磁场值的显著增加。因此，理论上的基础是为有史以来第一次旨在测量卡西米尔能量本身的变化的实验做准备。
2005-04-07 cond-mat.supr-con hep-th quant-ph
A superconducting on-chip microwave cavity for tunable hybrid systems with optically trapped Rydberg atoms
本文面向超导片上微波电路与光阱超冷原子混合系统，优化超导芯片和微波腔设计以实现对铷原子里德伯跃迁的可调谐强耦合，并通过实验表征腔特性，为在稀释制冷机中实现接近强耦合的混合量子平台奠定基础。
2025-03-07 cond-mat.supr-con quant-ph
Superconducting cavity in a high magnetic field
高Q值微波谐振腔在强磁场中有着广泛的应用前景，特别是在轴子暗物质研究中，可以提高扫描速度。在这封信中，我们介绍了一个与商业YBCO磁带覆盖整个内壁的形谐振腔。我们证明了超导YBCO腔的最大Q因子（TM $_{010}$，6.93 GHz）比铜腔的高约6倍，并且在4 K下直到8 T没有明显的退化。这是高温超导技术在高射频、强磁场中要求低损耗的研究领域的可能应用的第一个迹象。
2020-04-27 cond-mat.supr-con hep-ex physics.app-ph
Cavity-enhanced superconducting response in an underdoped cuprate
Friedrich-Alexander University of Erlangen–Nuremberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）；University of Augsburg（奥格斯堡大学）；RWTH Aachen（亚琛工业大学）；Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）
通过可调太赫兹腔增强欠掺杂YBa2Cu3O7-δ薄膜的超导响应，提高超流体权重和超导起始温度，归因于腔增强的相位刚度。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.optics
Flux pinning characteristics in cylindrical ingot niobium used in superconducting radio frequency cavity fabrication
本文给出了用于超导射频（SRF）谐振腔制造的圆柱形大块大颗粒（LG）和细颗粒（FG）铌样品的直流磁化强度和穿透深度测量结果。表面处理包括电解抛光和低温烘烤，因为它们通常应用于SRF腔。磁化强度数据拟合使用修改的临界状态模型。临界电流密度Jc和钉扎力Fp的计算从磁化数据和它们的温度依赖性和场依赖性。与FG样品相比，LG样品具有较低的临界电流密度和钉扎力密度，这意味着较低的磁通捕获效率。这种效应可以解释LG腔中经常观察到的剩余电阻值低于FG腔。
2012-01-18 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Casimir effect in a superconducting cavity and the thermal controversy
在色散力领域中最重要和尚未解决的问题之一是确定温度对两个金属板之间的Casimir力的影响。虽然替代的理论方法导致相互矛盾的预测效果的大小，没有实验还没有检测到热修正卡西米尔力。在本文中，我们表明，超导腔提供了一个新的机会，调查的问题，在实际材料中的Casimir力的热依赖性，通过查看由温度的微小变化所确定的Casimir力的变化。最后对该方案的实际可行性进行了简要的讨论。
2008-11-06 cond-mat.supr-con hep-th quant-ph
Coupling ultracold atoms to a superconducting coplanar waveguide resonator
在集成原子芯片上实现了超冷$^87$ Rb基态原子与超导共面共振器的耦合。我们通过观察超精细跃迁频率的交流移动来测量腔中的微波场强度。测量的位移被用来重建在谐振腔中的场，在密切的协议与腔的传输测量，给出原子和谐振腔之间的耦合的证据。当驱动腔与原子共振时，我们观察到原子超精细态之间的拉比振荡，证明了通过腔场对原子态的相干控制。利用外加的射频观测双光子拉比振荡，可以在超导腔附近制备磁俘获相干叠加态，这是实现原子量子存储器所必需的。
2017-07-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Prospects for Strong Cavity Quantum Electrodynamics with Superconducting Circuits
我们提出了一个可实现的架构，使用一维传输线谐振器，以达到超导电路中的腔量子电动力学的强耦合极限。腔光子与相邻电路（量子位）的量子化激发耦合的真空拉比频率很容易超过腔和量子位的阻尼率。这种架构对于量子计算和控制是有吸引力的，因为它提供了对自发发射的强抑制，潜在地导致大大增强的量子比特寿命，允许对多个量子比特的状态进行高保真量子非破坏测量，并且具有用于以厘米距离分离的量子比特的纠缠的自然机制。此外，它将允许产生对量子通信至关重要的微波光子态。
2003-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Entanglement of two superconducting qubits in a waveguide cavity via monochromatic two-photon excitation
我们报道了一个系统，在这个系统中，非计算能级之间的固定相互作用使得原本被禁止的双光子00 --> 11跃迁变亮。该系统是由两个分立元件transmon型超导量子比特在一个矩形微波腔中手工选择和组装而成。单色驱动调谐到这个过渡的应用程序诱导双光子拉比样振荡之间的基态和双激发态通过贝尔基础。因此，该系统允许全微波双量子位通用控制，具有单量子位控制所需的相同技术和硬件。我们报告拉姆齐和自旋回波序列与产生的贝尔状态，并测量两个量子比特门保真度为90%（无约束）和86%（极大似然估计）。
2012-11-12 cond-mat.supr-con quant-ph
Microwave Sensing of Andreev Bound States in a Gate-Defined Superconducting Quantum Point Contact
我们使用超导微谐振器作为一个腔来感测微波的吸收由超导量子点接触定义的表面门在一个接近的二维电子气。重整化的腔频率与相位差跨越点接触是一致的绝热耦合到Andreev束缚态。在$π$相位差附近，我们观察到吸收随栅极电压的随机波动，这与电子传输中的量子干涉引起的调制有关。我们确定的功能一致的存在下，单一的Andreev束缚态和描述的Andreev腔相互作用使用色散Jaynes-Cummings模型。通过拟合弱Andreev腔耦合，我们提取了与电荷噪声一致的~GHz退相干和与局域态相关的传输色散。
2022-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Determination of Niobium Cavity Magnetic Field Screening via a Dispersively Hybridized Magnonic Sensor
本文提出了一种确定超导腔体内直流磁场的方法。该方法依赖于磁场和频率之间的关系的铁磁球的基特尔模式，在超导腔的色散制度杂交。结果被用来实验确定屏蔽水平的超导铌腔提供，因为它从完全抗磁性的变化，没有屏蔽。对两种腔体几何形状进行了测试，一种是圆柱体，另一种是单柱凹腔。两者都证明了进入腔体的场的一致值，预期是过热临界场。在外部磁场的斜升和斜降过程中，也观察到由于捕获的涡流而导致的屏蔽场的滞后。在第一临界场以上的内场中，观察到圆柱形腔中以平台形式存在的一些异常行为，并讨论了这种行为的潜在起源。这种测量方法将是对轴子暗物质搜索的有用诊断，轴子暗物质搜索计划使用超导材料，但需要精确地知道内部磁场。
2020-10-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con quant-ph
Significant improvement of the lower critical field in Y doped Nb: potential replacement of basic material for the radio-frequency superconducting cavity
针对纯铌SRF腔下临界场限制加速性能的问题，制备了钇掺杂铌合金，实现Hc1 30%-60%的提升，揭示其物理机制，为SRF腔材料革新提供可能。
2023-06-12 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
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
Fast tuning of superconducting microwave cavities
光子是电磁场的基本激发，可以在腔中捕获。对于具有特定尺寸的给定腔，基模具有固定的频率{ \it f}，其赋予光子特定的“颜色”。该腔还具有典型的寿命$τ$，这导致有限线宽$δ$ { \it f}。如果腔的尺寸与$τ$相比变化得快，并且使得频率改变$Δ$ { \it f} $\gg δ$ { \it f}，则可以改变捕获光子的“颜色”。在这里，我们展示超导微波腔，可调的有效长度。通过改变腔体一端的约瑟夫森电感来实现调谐。我们显示了四个不同的样品上的数据，并演示了数百线宽的时间$Δt \ll τ$调谐。在少光子极限下，我们证明了储存在腔中的光子在失谐后将从具有新频率的腔中泄漏出来。被测器件的特性使其适用于不同的应用，如量子比特的动态耦合和参量放大。
2008-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting DC and RF Properties of Ingot Niobium
对CBMM生产的铌锭经化学处理和热处理后制成的大晶粒铌空心圆柱棒的热导率、直流磁化强度和穿透深度进行了测量。结果证实了化学和热处理工艺对超导性能的影响，与原始锭中的杂质浓度没有显着的依赖性。此外，RF性能，如铌棒的表面电阻和淬火场使用TE 011腔测量。空心铌棒是该腔的中心导体，将其转换为同轴腔。失超场受通过棒冷却通道的临界热通量的限制。
2012-02-03 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Field limit and nano-scale surface topography of superconducting radio-frequency cavity made of extreme type II superconductor
研究了具有大Ginzburg-Landau参数的II型超导体制成的超导射频腔的场极限，并考虑了纳米尺度表面形貌的影响。如果表面是理想平坦的，则场极限由过热场施加。而在腔体表面，纳米缺陷几乎连续分布，抑制了腔体内各处的过热场。场的限制是由一个有效的过热场的产品给出的理想的平面表面的过热场和抑制因子，其中包含纳米缺陷的影响。纳米缺陷由深度小于穿透深度的三角形凹槽建模。本文在London理论的框架下导出了体超导体和多层超导体抑制因子的解析公式。作为一个直接的应用程序，通过使用表面形貌研究的结果，评价了由电解抛光处理的脏铌的抑制因子。估计的场极限与目前掺氮铌腔的记录场一致。该公式也可用于其它大块和多层超导体的表面抑制因子，以及各种表面处理工艺后的表面抑制因子。
2015-05-14 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Coupling Superconducting Qubits via a Cavity Bus
超导电路是在量子计算机中构建量子比特（qubit）的有希望的候选者;单量子比特操作现在是常规的，并且已经展示了两个量子比特相互作用和门的几个例子。这些实验表明，两个邻近的量子比特可以很容易地与局域相互作用耦合。在任意一对遥远的量子位之间执行门对于任何量子计算机架构都是非常可取的，但尚未得到证明。实现这一目标的一种有效方法是将量子位耦合到量子总线，该量子总线在量子位之间分配量子信息。在这里，我们展示了这样一个量子总线的实现，使用限制在传输线腔中的微波光子，耦合芯片两侧的两个超导量子位。这种相互作用是通过虚光子而不是实光子的交换来介导的，从而避免了腔引起的损耗。利用快速控制量子位有效地切换耦合的开关，我们证明了量子位之间的量子态的相干转移。该腔还用于执行量子比特状态的多路复用控制和测量。这种方法可以扩展到两个以上的量子比特，并且是一种有吸引力的芯片上处理量子信息的架构。
2007-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con 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
Sideband Transitions and Two-Tone Spectroscopy of a Superconducting Qubit Strongly Coupled to an On-Chip Cavity
在一个由库珀对盒与超导传输线谐振器强非共振耦合组成的系统中，用光谱方法研究了边带跃迁。当库珀对盒工作在最佳电荷偏置点时，哈密顿量的对称性需要双光子过程来访问边带。在强非共振驱动引起的边带跃迁中观察到的大色散ac-Stark位移与我们的理论预测一致。边带跃迁是实现量子信息处理电路量子电动力学结构中量子比特-光子纠缠和量子比特-量子比特纠缠的重要手段。
2007-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Cavity QED in superconducting circuits: susceptibility at elevated temperatures
我们研究了超导电路的性质，实现了腔QED。特别是，我们探讨了强耦合，低耗散，和升高的温度为当前和未来的实验相关的限制。我们专注于腔的磁化率，因为它可以直接实验解决，即，作为腔的阻抗或反射系数。为此，我们研究了高温下强耦合区的耗散Jaynes-Cummings模型。动力学的Bloch-Redfield形式主义。在低温下，当只有几个最低的水平被占用的磁化率可以作为一个独立的能级到能级跃迁的贡献之和。这对应于布洛赫-雷德菲尔德形式主义中的长期（随机相位）近似。在温度相当于和高于振荡器频率，许多转变变得重要，出现多峰结构。我们表明，在这个制度的长期近似打破，只要峰开始重叠。换句话说，磁化率不再是独立跃迁贡献的总和。我们对待系统的动力学数值精确对角化的量子位加多达200个状态的振荡器的哈密顿量。我们比较得到的结果与不长期近似，并找到一个定性的差异已经在中等温度下。
2004-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
