Tunable and Switchable Coupling Between Two Superconducting Resonators
我们实现了一个装置，允许两个超导谐振器之间的可调谐和可切换的人工原子介导的耦合。对于后者，我们利用持续电流通量量子比特。我们在频域和时域中描述了可调谐和可切换的耦合，并发现相关模式之间的耦合可以以受控的方式变化。具体地，可以通过调整通过量子位回路的通量或通过使量子位饱和来调谐耦合。我们的时域测量使我们能够找到相对于量子比特驱动功率和谐振器输入功率的动态范围的最佳开关性能的参数制度。
2015-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Multiphoton Quantum Logic Gates for Superconducting Resonators with Tunable Nonlinear Interaction
我们提出了一个可调的非线性相互作用的超导谐振器对上的量子逻辑操作的实施，其中两个谐振器的相互作用是由transmon量子比特（qubit）介导的。这种相互作用的特征在于高的开-关耦合比，并且允许用于多光子腔态的量子信息处理的快速量子比特型和$d$能级系统（qudit）型操作。我们提出的分析和数值计算表明，这些操作可以进行几乎单位保真度在没有任何耗散现象，而物理双光子双谐振腔操作可以实现的保真度为99.9%的量子比特和谐振腔退相干的存在。这封信中提出的谐振器-量子比特-谐振器系统可以使用现有的平面或三维微波技术来实现。
2018-07-10 quant-ph
A tunable quantum dissipator for active resonator reset in circuit QED
我们提出了一种基于可调谐耗散模式的快速确定性谐振器复位方法。该整流器基于具有相对低的品质因数的约瑟夫森结。当谐振器被调谐成与高质量微波谐振器谐振时，谐振器光子以比谐振器弛豫速率快几个数量级的速率被谐振器吸收。我们确定了实现可调谐光放大器的最佳参数，并研究了该光放大器在电路量子电动力学中去除量子比特读出腔中杂散光子布居的应用。我们表明，即使在非线性大光子占用制度，这种增强的谐振腔衰减率可以通过适当的调制的振荡器频率。
2018-11-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Efficient flip-chip and on-chip-based modulation of flux-tunable superconducting resonators
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院）；University of Innsbruck（因斯布鲁克大学）
本文提出了一种高效低电流磁通调制方法，利用翻转芯片和芯片内线圈实现超导谐振子的高灵敏度磁通检测。
2025-12-28 cond-mat.supr-con quant-ph
Tunable Whispering Gallery Mode Resonators for Cavity Quantum Electrodynamics
本文从理论上研究了高扁长形介质微谐振器的特性。这样的谐振器维持回音壁模式，其表现出具有增强的场强的两个空间上良好分离的区域。谐振器表面上的每光子的场显著高于例如具有可比模式体积的微球谐振器中的赤道回音壁模式。同时，这些模式的频率间隔是更有利的，使得几个自由光谱范围的调谐范围应该是可实现的。我们讨论了这种谐振腔的腔量子电动力学实验与中性原子的可能应用，并揭示了相对于现有的概念明显的优势。
2005-01-01 quant-ph
Quantum limited amplification and entanglement in coupled nonlinear resonators
我们展示了一个耦合腔实现的玻色哈伯德二聚体，实现量子限制放大，并产生频率纠缠微波场的压缩参数远低于-12 dB。与以前的参数放大器的实现相比，我们的二聚体既可以作为简并放大器，也可以作为非简并放大器。大的测量增益带宽产品的非简并操作超过250 MHz，在输入光子数高达2000每us的饱和度都预计将进一步提高，同时保持约2 GHz的宽频率可调谐性。基于集总元件电路的Bose-Hubbard二聚体具有对系统参数灵活控制的特点，可作为量子模拟中非线性腔阵列的基本单元。
2014-04-17 quant-ph
Dually tunable YBCO coplanar waveguide resonators based on helium-ion-generated Josephson inductances
Universität Tübingen（蒂宾根大学）
研究利用聚焦氦离子束在高温超导YBCO薄膜中局部生成约瑟夫森电感和量子干涉仪，实现强磁通可调谐的微波谐振器，并展示独立的频率和响应度调节能力。
2026-05-28 cond-mat.supr-con quant-ph
Tunable coupling between a superconducting resonator and an artificial atom
量子系统的相干操纵是当前物理学研究的重要课题之一。在本工作中，我们设计了一个电路QED系统，在保持腔频率和原子频率不变的情况下，在人造原子和超导谐振腔之间实现了可调谐耦合。通过控制外磁通量的时间依赖性，我们表明，它是可能的，从极弱耦合制度的超强耦合的相互作用。利用量子微扰理论，我们得到了耦合强度与外磁通量的关系。为了证明它在量子模拟和量子计算领域的可靠性，我们研究了它对噪声的敏感性。
2018-06-06 quant-ph
Resonant and off-resonant microwave signal manipulation in coupled superconducting resonators
我们提出了一个实验演示，以及一个理论模型的集成电路设计的微波场的操作下降到单光子水平。所述装置由经由第二频率可调谐谐振器耦合到传输线的超导谐振器制成。可调谐谐振器可以用作固定谐振器和传输线之间的可调谐耦合器。此外，两个谐振器之间的微波场的操纵是可能的。特别是，我们证明了交换的字段从一个谐振器到另一个通过脉冲的两个谐振器之间的频率失谐。系统的行为，这决定了如何可以操作的设备，分析作为一个功能的一个关键参数的系统，耦合谐振器的阻尼比。我们表现出良好的协议之间的实验和模拟，实现了通过求解一组耦合微分方程。
2019-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quarter-wave Resonator Based Tunable Coupler for Xmon Qubits
提出了一种基于四分之一波长谐振器的可调谐耦合器方案。T型谐振器的开放端与两个Xmon量子比特电容耦合，而另一端是主导耦合器谐振器的电感能量的非对称dc-SQUID。通过磁通偏置线施加的直流电流可以改变dc-SQUID内部的磁通量，从而可以有效地调谐耦合器谐振腔的频率，并完全关闭量子比特之间的耦合。随着结非对称性的增加，在耦合器谐振腔所要求的工作频率范围内，SQUID的有效相位差和腔模之间的耦合变小，从而减小了谐振腔品质因数的下降。利用T型谐振器的横向宽度可以增大交叉电容的间距，从而有效抑制ZZ串扰耦合。非对称dc-SQUID距离Xmon量子比特约5毫米，并且仅需要磁通偏置线上的小电流，这原则上对超导Xmon量子比特产生较少的磁通噪声。
2022-08-19 quant-ph
Thin-film superconducting resonator tunable to the ground-state hyperfine splitting of $^{87}$Rb
本文介绍了一种薄膜超导铌微波谐振器，通过电子束光刻粗调与压电微调，可精确调谐至$^{87}$Rb基态超精细劈裂频率，实现高精度频率控制。
2011-09-23 quant-ph
Nonreciprocal single-photon frequency converter via multiple semi-infinite coupled-resonator waveguides
我们提出利用多个半无限耦合谐振腔波导（CRW）构造非互易单光子频率转换器。我们首先证明了一个单光子的频率可以通过两个CRW，这是间接耦合的两个非简并力学模式的光机械相互作用的非相干转换。基于这种非互易性，提出了两种不同的单光子环行器在T形波导中的三个半无限CRW，这是成对耦合的光机相互作用。一个环形器是由两个非简并的机械模式，提出了另一个是由三个非简并的机械模式。通过打破时间反演对称性，诱导了非互易单光子频率转换，得到了非互易频率转换的最佳条件。这些建议可以用来实现非互易频率转换的单光子在任何两个不同的波导具有不同的频率，他们可以允许动态控制的频率转换的方向，通过调整外部驱动激光器的相位，这可能有多方面的应用在混合量子网络。
2017-08-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Tunable pulse delay and advancement in a coupled nanomechanical resonator-superconducting microwave cavity system
从理论上研究了强泵浦场作用下弱探测场在纳米机械谐振腔-超导微波腔耦合系统中的传输。利用标准的输入输出理论，我们发现，只要抽运场与腔共振的失谐量适当，在这种耦合系统中，探测场既可以出现脉冲延迟（慢光效应），也可以出现脉冲超前（快光效应）。延迟（提前）的幅度可以通过调节泵浦场的功率来连续调谐。该技术在微波移相器、延迟线等方面具有很大的应用潜力。
2010-12-16 quant-ph
Tunable coupling of a quantum phononic resonator to a transmon qubit with flip-chip architecture
本文利用倒装芯片技术实现了表面声波谐振器与transmon量子比特之间的强可调耦合，并展示了声子引起的交流斯塔克位移，为量子声学和混合系统研究提供了实验平台。
2024-04-29 quant-ph
Tunable slowing, storing and releasing of a weak microwave field
研究了由两个共面波导谐振器和一个超导transmon型量子比特组成的超导电路中微波脉冲的慢化、存储和释放。在两个耦合谐振器中产生了类似于电磁感应透明的量子干涉。通过调谐transmon的谐振频率，我们动态地调谐谐振器之间的有效耦合。通过耦合的调制，我们在单光子水平上显示了微波脉冲的可调真实时间延迟。我们还将微波场存储在高Q谐振器中，并将信号从谐振器释放到输出端口。我们的方案在量子信息处理和经典无线通信中都有应用前景。
2014-01-17 quant-ph
Heralding efficiency and brightness optimization of a micro-ring resonator via tunable coupling
Quantum Engineering Technology Labs, H. H. Wills Physics Laboratory and School of Electrical, Electronic and Mechanical Engineering, University of Bristol（布里斯托大学电气、电子和机械工程学院、H.H.威尔斯物理实验室量子工程技术实验室）；School of Mathematical and Physical Sciences, University of Sheffield（谢菲尔德大学数学与物理科学学院）
通过可调耦合优化微环谐振器的 heralding 效率和亮度，实现高亮度单光子源
2026-02-11 quant-ph
Tunable large free spectral range microring resonators in lithium niobate on insulator
微波谐振器是用于滤波、传感和非线性应用的关键光子器件。迄今为止，LNOI中高性能微腔谐振器的发展受到所制造脊形波导的侧壁角度、粗糙度和蚀刻深度的限制。我们提出了大自由光谱范围的微波谐振器图案通过电子束光刻在高折射率对比度$Z$切割LNOI。我们的微波谐振器实现了大于5 nm的FSR为30 $μ$ m的环半径和大的3 dB谐振带宽。我们证明了3 pm/V的电光调谐的70 $μ$ m半径的环。这项工作将使有效的片上滤波LNOI和未来，更复杂的，微谐振器网络和非线性场增强应用。
2018-11-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Arbitrary Control of Entanglement between Two Superconducting Resonators
提出了一种合成两个超导谐振腔任意量子态的方法。这种状态合成算法利用每个谐振腔与可调谐人工原子的相干相互作用来创建谐振腔中光子数（Fock）态的纠缠量子叠加。我们从理论上分析了这种方法，表明它可以有效地合成NOON状态，与大光子数，使用现有的技术。
2011-10-26 cond-mat.supr-con quant-ph
Addressing spins at the clock transitions with a frequency- and bandwidth-tunable superconducting resonator
本研究提出一种频率和带宽均可动态调谐的超导谐振器，成功操控时钟跃迁处的铋施主自旋系综，测得450 ms的Hahn回波相干时间，为实用化量子存储方案提供了关键技术支撑。
2025-10-22 physics.app-ph quant-ph
Microwave-Induced Amplitude and Phase Tunable Qubit-Resonator Coupling in Circuit Quantum Electrodynamics
在电路量子电动力学体系结构中，可以通过外部电场和磁场控制超导量子比特的谐振频率和与微波场模式的耦合，以探索宽参数范围内的量子比特-光子动力学。在这里，我们通过实验证明和分析了一个方案，用于调谐之间的耦合transmon量子比特和微波谐振器使用一个单一的相干驱动音。我们将transmon视为一个三能级系统，量子比特子空间由基态和第二激发态定义。如果驱动频率与谐振器和量子比特频率之间的差匹配，则诱导Jaynes-Cummings型相互作用，其在幅度和相位上都是可调谐的。我们表明，在我们的设置中可以实现约10 MHz的耦合强度，仅受transmon量子位的非谐性的限制。该方案已成功地用于产生具有受控时间形状的微波光子[Pechal等人，Phys.Rev.X4，041010（2014）]，并且可以直接用超导量子器件实现，该超导量子器件具有更大的非谐性以获得更高的耦合强度。
2015-02-12 quant-ph
Dipole coupling of a tunable hole double quantum dot in germanium hut wire to a microwave resonator
锗（Ge）hut wire系统具有强的自旋-轨道耦合、由于非常大的重-轻空穴分裂而具有长的相干时间以及位置控制的大规模hut wire定位的优点。这些性质使得Ge hut线成为实现自旋与超导共振器强耦合和多量子比特耦合的一个有希望的候选者。我们将一个反射线谐振腔耦合到在Ge hut线中形成的空穴双量子点（DQD）。微波谐振腔的振幅和相位响应表明，DQD的电荷稳定性图与从输运测量得到的结果吻合得很好。DQD点间隧穿率在6.2 GHz到8.5 GHz之间是可调的，这表明了调节量子比特和谐振器之间的频率失谐的能力。此外，我们实现了高达15 MHz的空穴谐振器耦合强度，与电荷量子比特的退相干率为0.28 GHz。同时估算了空穴自旋-共振器耦合速率为3MHz。这些结果表明，在Ge hut线中的DQD的空穴偶极耦合到微波光子，潜在地使Ge中的可调谐空穴自旋-光子相互作用与固有的自旋-轨道耦合成为可能。
2020-09-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Demonstration of Tunable Displacement-Measurement-Sensitivity using Variable Group Index in a Ring Resonator
我们表明，腔内介质与正常色散的腔谐振频率的灵敏度降低其长度的变化成反比的因素组指数。由于原子介质中的群指数可以非常大，这种效应可以帮助构建用于各种潜在应用的高频率稳定腔，而无需采取额外的机械稳定性措施。结果还间接建立了增强的灵敏度，可以实现对应于一个组指数接近零值的负色散的相反效果。这种增强又可用于显著提高环形激光陀螺的灵敏度。
2007-02-21 quant-ph
Few-MHz bandwidth tunable optical filter based on a fiber-ring resonator
本研究提出一种基于商用可变比定向耦合器的光纤环形谐振器可调谐光学滤波器，实现小于2 MHz带宽、超20 dB消光比，支持多工作模式，可用于亚自然原子线宽分辨率的选择性频率滤波。
2025-06-13 physics.optics quant-ph
Fast generation of multiparticle entangled state for flux qubits in a circle array of transmission line resonators with tunable coupling
研究了在超导磁通量子比特的电路QED系统中快速产生Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态的一步方法。GHZ态的产生时间约为10 ns，比磁通量子比特的相干时间短得多，与单量子比特的相干时间相当。在我们的建议中，一个随时间变化的微波场被施加到超导传输线谐振器（TLR），并以受控的方式移动谐振器，从而诱导间接的量子比特-量子比特耦合，而没有量子比特和谐振器之间的残余纠缠。可调谐耦合TLR圆阵列的设计为我们提供了扩展这种一步方案的情况下，许多量子位耦合通过几个TLR的潜力。
2012-01-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Voltage-tunable superconducting resonators: a platform for random access quantum memory
在量子计算架构中，一个重要的因素是需要将量子位彼此耦合并耦合到外部驱动器，以及需要将它们隔离得足够好以便在延长的时间段内保护信息。在超导电路的情况下，一种方法是利用耦合到共面波导谐振器的固定频率量子位，使得系统可以保持在对噪声相对不敏感的配置中。在这里，我们提出了一个可扩展的电压可调量子存储器（QuMem）的设计概念与超导量子位平台兼容。我们的设计建立在最近的进展，在约瑟夫森场效应晶体管（JJ-FET），使用InAs量子阱的制造。JJ-FET被并入传输线和高质量谐振器之间的可调谐耦合器中，以便控制耦合器的总电感。高品质谐振器的完全隔离可以通过关闭JJ-FET来实现。这可以允许长的相干时间和对存储腔内的量子信息的保护。所提出的设计将有助于实现随机存取存储器，用于在计算门操作之间存储量子信息。
2020-06-15 physics.app-ph quant-ph
Tunable phonon blockade in weakly nonlinear coupled mechanical resonators via Coulomb interaction
在微纳机械谐振器中实现量子力学行为吸引了持续的研究努力。观察力学物体量子性质的方法之一是通过声子阻塞机制。在这里，我们表明，声子封锁可以实现在两个弱非线性机械谐振器耦合的库仑相互作用的系统。最佳的封锁出现作为导致双声子激发的路径之间的破坏性量子干涉的结果。观察到，与施加在一个机械谐振器上的单个驱动相比，驱动两个谐振器在许多方面可以是有益的;例如，就声子阻断的温度灵敏度而言，以及就可调谐性而言，通过外部地控制第二驱动的振幅和相位。我们还表明，通过辐射压力引起的耦合在光机械腔，声子相关性可以间接测量的腔模式的光子相关性。
2018-03-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Purcell enhanced and tunable single-photon emission at telecom wavelengths from InAs quantum dots in circular photonic crystal resonators
本研究通过结合孔光栅和肖特基二极管结构，实现了在电信波段内增强且可调的单光子发射，推动了量子光源的可扩展和稳定性发展。
2025-05-16 physics.optics quant-ph
Ultra High-Q tunable microring resonators enabled by slow light
研究通过在掺铒薄膜铌酸锂微环谐振器中利用光谱烧孔产生慢光效应，实现超过$10^8$的超高Q因子，并借助电光调谐动态控制Fano线型，同时提出新理论模型解释了强光驱动下线宽显著变窄的现象。
2025-04-28 physics.optics quant-ph
Tunable Squeezing Using Coupled Ring Resonators on a Silicon Nitride Chip
我们演示了连续调谐的压缩水平产生的双环光学参量振荡器通过外部控制的耦合条件，使用电控集成微加热器。我们通过利用一对耦合氮化硅微谐振器所避免的交叉来实现这一点。我们直接检测到的压缩水平从0.5 dB的欠耦合制度的2 dB的过耦合制度，这对应于在所产生的片上压缩因子从0.9 dB到3.9 dB的变化。这种在压缩水平上的宽的可调谐性可以用于需要最佳程度的压缩的片上量子增强感测协议。
2015-06-11 physics.optics quant-ph
Controllable optical response and tunable sensing based on self interference in waveguide QED systems
本文研究了在两个分离端口处耦合弯曲波导谐振腔的自干涉效应。驻波和行波谐振器的情况下，这样的干扰效果是相似的，而在系统中的两个独立的谐振器通过波导间接耦合，耦合形式和相关的干扰效果取决于哪种谐振器被选择。由于自干涉效应，可以实现线宽和频移可调的可控光学响应以及光学暗态。此外，我们考虑了一个自干涉光子-磁振子混合模型，并显示了相位相关的类Fano线形，在频率传感中有潜在的应用。光子-磁振子杂化不仅可以提高灵敏度，提供可调的工作区域，而且可以实现磁场强度的光学读出。本文的研究结果对自干涉效应及其潜在的应用提供了更深入的认识。
2020-10-21 physics.optics quant-ph
Method for observing robust and tunable phonon blockade in a nanomechanical resonator coupled to a charge qubit
声子阻塞是一种纯粹的量子现象，类似于库仑和光子阻塞，其中非谐振器中的单个声子可以阻碍第二声子的激发。我们提出了一种实验方法来实现声子封锁的驱动谐波纳米机械谐振器耦合到一个量子比特，其中的耦合是成比例的二阶非线性极化率$χ^{(2)}$。这与克尔型$χ^{(3)}$非线性系统中声子和光子阻塞效应的标准实现相反。通过改变相干驱动场可以方便地调节非线性耦合强度。作为一个例子，我们应用该模型预测和描述耦合到库珀对盒（即，电荷量子位）与线性纵向耦合。通过得到该复合系统的定态解，我们给出了在该诱导二阶非线性系统中观察到强反聚束和亚泊松声子数统计的条件。除了使用量子位产生声子封锁状态之外，量子位本身也可以通过测量其状态来检测封锁效应。数值模拟表明，声子封锁的鲁棒性和检测它的灵敏度，将受益于这种强诱导的非线性耦合。
2016-06-30 quant-ph
Tunable Resonator Integrated Magnetometry
Northrop Grumman Mission Systems（诺斯罗普·格鲁曼任务系统）；University of Connecticut（康涅狄格大学）
本文提出并实现了一种基于超导可调谐谐振器（tRes）的磁力计，结合LC电路速度和SQUID磁通灵敏度，在毫开尔文温度下实现高灵敏度快速磁测量。
2026-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Optomechanical system with tunable dissipative and dispersive couplings
State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Institute of Opto-Electronics, Shanxi University（山西大学光电研究所量子光学与量子光学器件国家重点实验室）；Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University（山西大学极端光学协同创新中心）
通过法布里-珀罗腔和机械振子，实现了耗散与色散耦合比从25到0.02的连续调谐，跨越三个数量级，为探索量子效应和量子极限测量提供了平台。
2026-06-09 physics.optics quant-ph
Non-Gaussian Nature and Entanglement of Spontaneous Parametric Nondegenerate Triple-Photon Generation
如何制备确定性非高斯纠缠态是连续变量量子信息技术的一个基本问题。在这里，我们通过数值方法从理论上证明了三光子自发参量下转换产生的三光子态是一个纯粹的非高斯纠缠的超高斯源。有趣的是，三光子态的模间纠缠度比相同参数的二次哈密顿量产生的双模压缩真空态的模间纠缠度要大.此外，我们提出了一个基于正交投影测量的非高斯性可调的双模非高斯纠缠态的制备模型。
2020-09-14 quant-ph
Nondegenerate Josephson Mixers with Enhanced Bandwidth and Saturation Power for Quantum Signal Amplification and Transduction
IBM Quantum, IBM Research Center（IBM量子，IBM研究中心）
通过优化约瑟夫森环调制器参数并引入集总元件耦合模式网络，显著提高了非简并约瑟夫森混频器的带宽和饱和功率，使其适用于频率复用量子处理。
2025-08-08 quant-ph
Thermomechanical two-mode squeezing in an ultrahigh $Q$ membrane resonator
我们实现了一个非简并的参量放大器在一个双$Q$机械薄膜谐振器和演示双模热机械噪声压缩。我们的测量准确地描述了一个双模式模型，该模型将这种非线性的机械相互作用归因于基质介导的过程，该过程通过各个模式的品质因数显著增强。在与量子限制光学检测和冷却兼容的机械平台中实现强多模非线性使得这成为用于非线性方法的强大系统，所述非线性方法用于量子精密测量、光学场与声子场之间的转换以及声子自由度的量子操纵。
2014-10-27 physics.atom-ph quant-ph
Superconducting resonators with voltage-controlled frequency and nonlinearity
电压可调超导半导体器件为实现超导量子线路的动态可调性提供了一个独特的平台。通过将门控InAs-Al约瑟夫森结电连接到共面波导谐振器，我们演示了宽范围门控可调谐超导元件的使用。我们表明，谐振频率是通过一个门可调约瑟夫森电感控制和电压控制的InAs-Al结的非线性是非耗散的情况下，与传统的Al-AlO $_{x}$结。随着栅极电压降低，结的电感参与增加到$44\%$，导致谐振频率被调谐超过2 GHz。利用宽的可调谐性的设备，我们证明，两个谐振模式可以调整，使他们强烈杂交，表现出避免与51 MHz的耦合强度的水平交叉。实现这种电压可调谐振器是在量子位-量子位耦合、量子限制放大器和量子存储器平台的超导电路中实现晶片级连续电压控制的第一步。
2022-12-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tunable multiphonon blockade in coupled nanomechanical resonators
非线性纳米机械谐振器（NAMR）中的单个声子可以阻止第二声子的激发[Phys.Rev.A82，032101（2010）]。这种固有的量子效应被称为声子阻塞，并且是库仑阻塞和光子阻塞的类似物。在这里，我们预测可调多声子封锁耦合非线性NAMR，其中非线性引起的两个级别的系统（TLS）假设色散（远离共振）的相互作用。具体来说，我们推导出一个有效的克尔型相互作用的混合系统组成的两个非线性相互作用NAMR耦合到两个TLS和驱动的经典领域。给定NAMR和TLS之间的相互作用由Jaynes-Cummings模型描述。我们表明，通过适当地调整驱动场的频率，可以诱导各种类型的声子封锁，对应于两个量子比特，qutrit和quartit，或两个量子比特的纠缠声子态。因此，$k$ -声子Fock态（具有$k=1,2,3$）可以阻止给定NAMR中更多声子的激发，我们将其解释为$k$ -声子阻断（或等效地，声子隧穿）。我们的结果可以解释在Fock空间的共振跃迁和通过相空间干涉使用$s$参数化的Cahill-Glauber准概率分布，包括Wigner函数。我们研究的非经典性，纠缠，和维数的封锁声子态在动力学和在固定的限制。
2015-12-29 quant-ph
Fast generation of Schrödinger cat states in a Kerr-tunable superconducting resonator
针对三维腔中薛定谔猫态的可扩展性与可控性难题，提出通过快速调制克尔非线性在共面超导电路中生成存储猫态的新方法，96ns内实现89.1%保真度的双组分猫态，为芯片级玻色量子处理器构建提供新路径。
2023-08-28 quant-ph
Multi-frequency Spin Manipulation Using Rapidly Tunable Superconducting Coplanar Waveguide Microresonators
在这项工作中，我们演示了使用频率可调谐超导NbTiN共面波导微谐振器的多频脉冲电子自旋共振（ESR）实验。通过向中心引脚施加偏置电流，谐振频率（$\sim$ 7.6 GHz）可以在270 ns内连续调谐多达95 MHz，而在2K下品质因数为3000。我们通过测量硅中的施主自旋系综证明了我们的谐振器的ESR性能，并表明绝热脉冲可以用来克服由于所施加的偏置电流引起的磁场不均匀性和微波功率限制。我们利用这些谐振器的快速可调谐性，在一个脉冲序列中操纵磷和砷的自旋，演示脉冲双电子-电子共振（DEER）。我们的NbTiN谐振器设计是有用的多频脉冲ESR，也应该有自旋系综作为量子存储器的实验中的应用。
2017-07-18 quant-ph
Tunable photon blockade in a hybrid system consisting of an optomechanical device coupled to a two-level system
本文研究了光机械谐振腔与二能级系统（TLS）耦合的腔中的光子阻塞和反聚束现象。特别是，我们分析了耦合强度（机械模式），跃迁频率和TLS的光子封锁的衰减率的影响。由于TLS通过与机械谐振器形成的修饰态改变了光机系统的能级结构，因此腔场的统计特性受到TLS的影响。我们发现，TLS的跃迁频率和TLS与机械谐振器之间的耦合强度可以显着改变光子阻塞和隧穿。因此，我们的研究提供了一种方法来调整光子封锁和隧道使用可控TLS。
2015-09-05 quant-ph
Tunable whispering gallery modes for spectroscopy and CQED experiments
我们已经在800 nm处将熔融石英微谐振器的回音壁模式调谐超过近1 nm，即超过自由光谱范围的一半或相当于谐振器的10^6线宽。这已经通过基于双茎微球拉伸的新方法实现。下面描述的器件将允许新的腔-当需要优化其与具有给定过渡频率的发射器的耦合时，使用这种超高nesse光学谐振器进行QED实验。实验结果表明，微球的调谐能力与超高真空和低温工作相兼容，这对未来的激光冷却原子或单量子点实验具有重要意义。
2000-11-24 quant-ph
All-Resonant Control of Superconducting Resonators
提出了一种控制超导谐振器量子态的全谐振方法。这种方法使用线性耦合到谐振器的可调谐人工原子，并允许有效的路线Fock状态合成，qudit逻辑操作，和NOON状态的合成。这种谐振方法进行了理论分析，并发现执行显着优于现有的建议，使用相同的技术。
2012-08-17 quant-ph
Efficient generation of tunable photon pairs at 0.8 and 1.6 micrometer
我们证明了在一个双极化的锂离子酸盐连续波参量下变频器中有效地产生共线传播的高度非简并光子对，其对产生速率为1.4*10^7/s/mW的泵浦功率。800 nm信号光子的检测触发热电冷却的20%效率的InGaAs雪崩光电二极管，用于检测1600 nm共轭闲频光子。使用单模光纤作为空间模式滤波器，我们得到了约3.1%的信号调节空闲检测概率。
2002-07-26 quant-ph
Generating Giant and Tunable Nonlinearity in a Macroscopic Mechanical Resonator from Chemical Bonding Force
宏观力学系统中的非线性在信号传递与处理、同步以及逻辑器件的构建等方面有着重要的应用。然而，由于宏观力学系统遵循胡克定律并且对外力线性响应，除非使用强驱动，否则难以产生非线性。在这里，我们提出并实验实现了一个创纪录的高非线性响应的宏观力学系统，通过探索的非谐性变形的单一化学键。然后，我们证明了非线性响应的可调性，通过精确控制的化学键相互作用，并实现了立方弹性常数的\mathversion{bold} $2 \times 10^{18}~{\rm N}/{\rm m^3}$，许多数量级的强度比以前报道的。这使我们能够观察到在6~K弱布朗热噪声驱动下谐振腔的振动双态跃迁。这种方法可以灵活地应用于各种力学系统，以改善非线性响应，并可用于进一步改进，探索宏观量子力学。
2015-06-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cooling a mechanical resonator via coupling to a tunable double quantum dot
研究了双量子点与机械谐振器电容耦合的冷却问题。通过DQD和MR之间的电容耦合引起的动力学反作用冷却MR。DQD被微波场激发，之后隧穿事件导致DQD的激发态衰减。该系统的一个重要优点是DQD的能级分裂和衰减速率都可以通过改变栅极电压来很好地调节。我们发现，通过改变激发态的衰变率和DQD跃迁频率与微波频率之间的失谐量，可以获得稳定的MR平均占有率，这与原子物理学中原子或囚禁离子的激光边带冷却相似.我们的结果表明，MR冷却到基态是实验上可实现的。
2008-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Three-qubit direct dispersive parity measurement with Tunable Coupling Qubits
我们考虑直接三量子比特奇偶测量方案与两个测量谐振器，使用电路量子电动力学分析其功能的几种不同类型的超导量子比特。我们发现，对于最常见的transmon类量子位，存在额外的量子位态依赖的耦合项的两个谐振器阻碍了执行直接奇偶测量的可能性。我们展示了如何通过在特定设计的配置中采用可调谐耦合量子比特（TCQ）来解决这个问题。在这种情况下，我们通过消除有害项来有效地设计原始模型哈密顿量。我们进一步发展的信息增益方面的测量分析，并提供一些估计的典型参数与TCQs的最佳操作。
2017-08-14 quant-ph
Photon-assisted Landau Zener transitions in a tunable driven Rabi dimer coupled to a micromechanical resonator
该研究用多重 Davydov D$_2$ Ansatz 与含时变分原理分析耦合微机械谐振器的受激 Rabi 二聚体，阐明光子和声子对 LZ 跃迁及量子比特动力学的影响。
2023-07-20 physics.comp-ph quant-ph
Optical mode conversion in coupled Fabry-Pérot resonators
光的空间特性的相干控制是从高带宽量子和经典通信到高功率光纤激光器的各种应用的核心。在一组完整的正交模式之间进行低损耗转换对于鲁棒的模式复用通信特别重要。在这里，我们引入耦合法布里-珀罗谐振器之间的可调阻抗失配作为一个强大的工具，操纵的空间和时间特性的光场。在单模状态下，与频率相关的阻抗匹配可以实现可调谐的精细光学谐振器，在量子科学和传感领域具有潜在的应用。引入阻抗失配的空间依赖性作为附加成分使得能够以接近1的效率实现光学光子的相干空间模式转换。我们实现这些想法，实验证明了一个近红外谐振器，其精细度是可调的十年以上，和一个光学模式转换器的效率$>\!\!75\%$的前六个厄米高斯模式。我们预计，这种新的角度对耦合多模谐振器将有令人兴奋的应用在微米和纳米光子学和计算机辅助逆向设计。特别是，与腔内电光的结合将为激光器、谐振器和光学滤波器的空间光谱特性的实时控制开辟新的视野。
2020-05-24 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Tunable electromagnetically induced transparency with a coupled superconducting system
电磁感应透明（EIT）通常通过使用三能级原子系统来证明。本文从理论上提出了一种通过磁通量子比特和具有较高品质因数的超导LC谐振器组成的耦合系统实现微波电磁感应透明的有效方法。在该系统中，工作能级是二能级磁通量子比特的修饰态和带有探测泵浦场的谐振腔。修饰态之间存在二阶相干转移。通过与常规原子系统的比较，揭示了该系统EIT现象的物理根源。由于整个系统是人工的和可调的，我们的计划可能有潜在的应用在各个领域。
2015-02-08 quant-ph
High-Fidelity Quantum State Transfer in Multimode Resonators via Tunable Pulses
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
本文提出一种双参数控制框架，实现单模到多模交叉区域的高保真量子态传输，通过可调脉冲协议在不需暗态保护或复杂脉冲设计的情况下，达到99.9%以上的传输保真度，并展示了对损耗、杂散、偏移和初始状态不完美的鲁棒性。
2026-03-26 quant-ph
Superconducting transmon qubit-resonator quantum battery
量子电池（QB）是一种微型能量存储和释放装置，在未来量子技术中起着至关重要的作用。本文提出了一种在由$N$耦合传输子量子比特和一维传输线谐振器组成的超导电路上实现量子比特的方案。我们推导了量子点系统的哈密顿量，并通过考虑三个衰变通道来研究其充电性能。我们发现衰变通道的存在抑制了能量存储过程的高振荡，从而实现了稳定而强大的QB。特别是，与谐振腔衰减和量子位弛豫相比，量子位退相在我们的QB中显示出违反直觉的优势。结果表明，最近邻相互作用对稳定能量总是有积极的影响，而耦合只对完全非简并基态区域的最大充电功率有显著影响.我们还证明了我们的方法的可行性，通过评估实验参数下的QB性能。
2023-01-13 quant-ph
Robust quantum state transfer using tunable couplers
我们分析了由超导传输线连接的两个谐振器之间的量子态的传输。通过使用可调耦合器和相消干涉来消除在接收耦合器处进入传输线的背反射，可以实现几乎完美的状态转移效率。我们表明，传输协议是强大的参数变化影响耦合器的传输幅度。我们还表明，高斯滤波，脉冲形状噪声，和多次反射的传输效率的影响是微不足道的。然而，传输协议对两个谐振器之间的频率失配非常敏感。此外，我们考虑的可调谐耦合器产生时变的耦合引起的频率失谐。这种失谐需要具有优于90%的精度的主动频率补偿，以产生高于99%的传输效率。
2015-04-23 quant-ph
Superconducting grid-bus surface code architecture for hole-spin qubits
我们提出了一个可扩展的混合架构的二维表面码结合超导谐振器和空穴自旋量子位在纳米线可调直接Rashba自旋轨道耦合。这种架构的骨干是一个正方形晶格的电容耦合共面波导谐振器，其中每个主机的纳米线空穴自旋量子比特。量子比特的频率和它们与微波场的耦合都可以通过经由谐振器中心销施加的静态电场来调谐。在色散机制中，纠缠双量子比特门可以通过三阶过程实现，其中一个谐振器中的虚光子由第一量子比特产生，相干地转移到相邻的谐振器，并被该谐振器中的第二量子比特吸收。具有最先进的相干时间的数值模拟产生接近$99\%$容错阈值的门准数。
2016-12-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
