Macroscopic entanglement between ferrimagnetic magnons and atoms via crossed optical cavity
本研究提出基于二维光-磁振子机械系统、利用交叉光学腔生成原子与磁振子稳态纠缠的方法，通过调控腔频率失谐可增强纠缠且抗温度波动，为混合量子网络构建提供新途径。
2023-12-19 physics.optics quant-ph
Entangling a nanomechanical resonator and a superconducting microwave cavity
我们提出了一个方案，能够纠缠在稳态的纳米机械谐振器与驱动超导共面波导的微波腔模式。纳米机械谐振器与波导的中心导体电容耦合，并且可以在高达数十毫开尔文的温度下实现静态纠缠。
2007-10-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent multi-mode conversion from microwave to optical wave via a magnon-cavity hybrid system
从微波到光波的相干转换为远距离量子网络开辟了新的研究途径，涵盖了实验室外的量子通信、计算和传感。特别是多模式使能系统对于实际应用是必不可少的。在这里，我们的实验演示了相干多模转换从微波到光波通过集体自旋激发在单晶钇铁石榴石（YIG，Y3 Fe 5 O 12），这是强耦合到微波腔模式在一个三维的矩形腔。将我们的磁振子-腔混合系统的集体自旋激发模式从Kittel扩展到多静磁模式，我们验证了YIG球的尺寸对谐振条件下微波-光学多模转换效率起着至关重要的作用。我们还发现多个静磁模与腔模之间的耦合强度受YIG在腔中的位置的控制。这对设计一种可用于微波与可见光光子相干转换的磁振子混合系统具有一定的参考价值。
2020-07-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entangling ferrimagnetic magnons with an atomic ensemble via opto-magnomechanics
本文提出在YIG晶体中利用光磁力学构型，通过光力与磁力冷却及参量下转换的协同作用，实现原子系综与磁振子的稳态宏观纠缠，并进一步展示原子、磁振子和声子的真正三体纠缠。
2023-06-08 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Nanomechanical squeezing with detection via a microwave cavity
我们研究了一种参数驱动的纳米机械谐振器电容耦合到微波腔。如果纳米谐振器可以被冷却到接近其量子基态，则纳米谐振器运动的正交的量子压缩变得可行。我们考虑了绝热极限，其中腔模式从属于纳米谐振器模式。通过在腔体的红失谐边带上驱动腔体，压缩可以在腔体谐振处耦合到微波场中。红失谐边带驱动也与基态冷却的目标兼容。输出微波场的压缩可以使用类似于用于推断由约瑟夫森参量放大器产生的场的压缩的技术来推断，并且随后，可以推断纳米谐振器运动的压缩。我们计算了输出场微波压缩谱，并将其与纳米谐振器运动的压缩相关，无论是在零温度还是有限温度。在蓝色失谐边带上以及在蓝色和红色边带上驱动腔也被认为是在相同的形式主义内。
2008-09-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cooling and Squeezing a Microwave Cavity State with Magnons Using a Beam Splitter Interaction
本文提出两种几何结构在磁振子与二维微波腔模式间实现分束器相互作用，证明可实现超过裸谐振器阻尼速率的反作用阻尼及谐振器量子压缩。
2024-09-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
High temperature collective spin-photon coupling in a microwave cavity
研究了任意温度T下N个全同无相互作用自旋的系综，该系综处于热平衡并与无耗微波腔的谐振模耦合。在T = 0附近，系统处于耦合自旋光子态，通过腔模的分裂（真空拉比分裂）来表现自己。模拟了任意温度下的腔发射光谱。结果表明，当自旋激发能为w时，即使自旋方向是随机的，自旋-光子相干性也能部分保持.的计算证实了最近的微波腔模式和电子自旋系综（NV中心的金刚石，DPPH，Fe 8纳米磁体）之间的集体耦合的室温观察。在较高的T，作为自旋系综内的热激发的结果，发射光谱的两条线合并成具有宽翼的窄线。
2013-06-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Microwave detection of electron-phonon interactions in a cavity-coupled double quantum dot
量子限制导致量子点中离散电子态的形成。在这里，我们探测的电子-声子相互作用在悬浮的InAs纳米线双量子点（DQD）是电偶极子耦合到微波腔。我们在整个导线上施加有限的偏压，以驱动DQD激发态中的稳态布居，从而能够直接测量DQD跃迁能量处的电子-声子耦合强度。由于纳米线的声子模式，腔场的振幅和相位响应表现出在DQD能级失谐中具有周期性的特征。所观察到的腔相移是一致的理论预测的腔中心频率的重整化耦合到声子。
2017-11-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hybrid Microwave-Cavity Heat Engine
我们提出并分析了使用混合微波腔作为量子热机。一种可能的实现包括两个宏观上分离的量子点导体电容耦合到微波腔的基模。我们证明，电流可以通过腔介导的过程，通过加热其他导体在一个导体中感应。该热机可以达到卡诺效率，具有最佳的热量到功的转换。当系统输送最大功率时，效率可以是卡诺效率的大部分。热机甚至在量子点中具有适度的电子弛豫和退相的情况下也起作用。我们提供了详细的估计电流和输出功率使用现实的参数。
2014-02-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnon-microwave backaction noise evasion in cavity magnomechanics
本文提出一种双音调驱动腔磁力系统实现反作用规避测量的方案，通过平衡振幅和频率间隔，在低驱动下超越标准量子极限，适用于多模系统。
2024-09-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Remote sensing of a levitated superconductor with a flux-tunable microwave cavity
本文提出一种将SQUID嵌入微波腔并耦合磁悬浮超导球的机电系统，通过微波光谱表征并实现可调谐机电相互作用，位移灵敏度达10^{-7} m/√Hz，为毫开尔文温度下普朗克尺度质量粒子的基态冷却提供新途径。
2024-08-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-efficiency microwave photodetection by cavity coupled double dots with single cavity-photon sensitivity
本文提出一种超导腔耦合双量子点光电二极管，实现25%的光电转换效率，可探测低至100 aW的微波信号并具备单光子灵敏度，为微波光子统计和量子信息处理提供关键进展。
2025-09-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Strong squeezing of microwave output fields via reservoir-engineered cavity magnomechanics
提出利用蓝、红边带双音驱动磁子模式构建压缩磁子储库，经腔-磁子态交换获得稳态且显著压缩的微波输出场。
2023-12-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Photon counting statistics of a microwave cavity
微波光子探测器的发展为涉及单光子的广泛量子技术和基础发现铺平了道路。在这里，我们调查的光子从微波腔的发射，并发现光子等待时间的分布包含的信息，少光子过程，这不能很容易地从标准的相关测量提取。光子计数统计的阶乘累积量在任何时候都是正的，这可能与光子的玻色子量子性质密切相关。我们得到了一个简单的表达式的光子流的罕见的波动，这是有助于理解早期的结果，热输运统计和测量的工作分布。在非平衡条件下，一个小的温度梯度驱动的热流通过腔，我们制定了一个波动耗散关系的热噪声谱。我们的工作建议在不久的将来进行一些实验，并为进一步研究提供理论问题。
2019-02-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Collective coupling of a macroscopic number of single-molecule magnets with a microwave cavity mode
本文报道了~10^{16} Fe_8分子纳米磁体宏观系综与微波谐振腔谐振模的强耦合。我们使用毫米波光谱测量自旋和腔模之间的耦合引起的系统的谐振频率的分裂。发现这种分裂的幅度与Sqrt[N]成比例，其中N是集体耦合的自旋的数量。我们通过改变系统的温度来控制N，从而改变相关自旋能级的布居数。强耦合观察到两个不同的自旋能态之间的过渡。我们的研究结果表明，在低温下，几乎所有的自旋在样品中的耦合与腔的共振模式，即使有大量的非均匀加宽的Fe 8自旋共振。
2012-10-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Resonantly Tunable Majorana Polariton in a Microwave Cavity
本文研究了微波谐振腔中一维Kitaev链的频谱。在非共振区，腔的频率偏移可以用来识别耦合系统的拓扑相变。在谐振状态下，系统的拓扑结构可以通过微波腔的占用来控制，而且，对于大量的光子（经典极限），物理学变得类似于磁驱动系统（Floquet绝缘体）。我们还数值分析了有限链，并显示存在的退化子空间的存在下，可以解释为一个\textit{Majorana polariton}的腔。
2012-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
High-Efficiency Tunable Microwave Photon Detector Based on a Semiconductor Double Quantum Dot Coupled to a Superconducting High-Impedance Cavity
École Polytéchnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；University of Basel（巴塞尔大学）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Lund University（隆德大学）
本文提出一种高效微波光子探测器，利用半导体双量子点与超导高阻腔耦合，实现接近70%的单光子探测效率，展示了在3-5.2 GHz范围内系统的高效性，为量子微波光学和混合量子信息技术提供了新平台。
2025-06-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity magnomechanics
介质体通过辐射压力和电致伸缩力与电磁场耦合，介导腔光力学中的声子-光子耦合。在磁介质中，根据Korteweg-Helmholtz公式，磁致伸缩力将产生并导致声子-磁振子相互作用。在这里，我们报告这样一个耦合的声子-磁振子系统的亚铁磁球，我们称之为腔磁力学，类比腔光力学。相干声子-磁振子相互作用，包括电磁诱导的透明度和吸收，证明。令人兴奋的是，由于磁振子和微波光子模式的强杂化和它们的高可调谐性，我们的平台表现出新的功能，包括参量放大的磁振子和声子，三重共振光子-磁振子-声子耦合和声子激射。我们的工作展示了腔磁力学的基本原理及其作为一种基于光子、声子和磁振子之间相干耦合的新的信息传递平台的应用。
2015-11-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Frequency mixing in a ferrimagnetic sphere resonator
利用基于钇和钙钒铁石榴石（YIG和CVBIG）的亚铁磁谐振器中的频率混频研究了它们之间的非线性相互作用。亚铁磁基特尔模式通过在接近共振的频率下施加泵浦音来驱动。我们探讨两个非线性混频配置。在第一个中，横向泵浦音和添加纵向弱信号之间的混合进行了探索，并将实验结果与Landau-Zener-Stuckelberg模型的预测进行了比较。在第二个，互调测量采用混合泵和信号音都在横向上研究一个稳定的螺旋和一个稳定的节点吸引子之间的分叉。我们的研究结果适用于开发灵敏的信号接收机与高增益的射频和微波波段。
2020-05-20 quant-ph
Thermal self-oscillations in monolayer graphene coupled to a superconducting microwave cavity
超导谐振电路中的非线性现象在量子技术领域具有重要意义。我们观察到单层石墨烯薄片耦合到钼铼超导谐振器中的热自振荡。石墨烯薄片形成耦合到具有强温度依赖性电阻的谐振器的SINIS结。在一定的泵浦功率和频率条件下，这种非线性导致热自振荡出现在具有很强的温度依赖性和门可调谐性的腔传输测量中的边带。实验结果与基于热不稳定性的理论模型吻合得很好。振荡边带的建模提供了一种方法来评估在低能量下无序石墨烯样品中的电子声子耦合。
2022-05-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Low-Disorder Microwave Cavity Lattices for Quantum Simulation with Photons
我们通过实验评估了耦合传输线谐振器在光的量子相变研究中的适用性。我们已经测量了具有低光子跳跃率t/2 pi = 0.8MHz的器件，以量化单个腔频率中的无序。观察到的无序与制造中的小缺陷一致。我们研究了无序度对传输线几何形状的依赖性，并利用我们的结果制造出了无序度小于2/10的器件。具有高光子跳跃率t/2 pi = 31 MHz的器件的简正模谱显示出很小的无序效应，使得谐振器阵列成为研究光子凝聚态物理的良好骨干。
2012-10-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Long-range two-hybrid-qubit gates mediated by a microwave cavity with red sidebands
本文理论研究了由微波腔介导的两个量子点混合量子比特之间的长程门方案，利用其强电荷偶极矩甜点实现非共振门控，在现实参数下保真度>95%，改进后可达>99%。
2021-06-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Wavelength transduction from a 3D microwave cavity to telecom using piezoelectric optomechanical crystals
微波到光的转换作为电光机械系统的一个里程碑式的应用，已经引起了腔光机械界的极大兴趣。在这封信中，我们展示了一种新的换能器，结合了高频机械运动和微波腔的第一次。该系统由一个三维微波谐振腔和一个砷化镓光机械晶体组成，该晶体被放置在微波电场最大值处。这允许微波腔通过压电效应在光机械晶体中致动千兆赫频率机械呼吸模式，然后使用电信光模式读出该模式。砷化镓光机械晶体是一个很好的候选人低噪声微波到电信转换，因为它已经预先冷却到机械基态在稀释制冷机。此外，3D微波腔架构可以自然地扩展到耦合到超导量子比特并创建混合量子系统。
2020-04-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
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
Entangling optical and microwave cavity modes by means of a nanomechanical resonator
我们提出了一个方案，能够产生平稳的连续变量纠缠之间的光学和微波腔模通过它们与微机械谐振器的共同相互作用。我们表明，当两个腔强烈驱动一个可以产生任何对的三方系统之间的二分纠缠，并且，由于纠缠共享，光-微波纠缠是有效地产生在微波-机械和光-机械纠缠的代价。
2011-10-16 quant-ph
Strong magnon-photon coupling within a tunable cryogenic microwave cavity
实现强耦合的能力使得腔磁振子系统成为发展混合量子系统和研究物理学基本问题的令人兴奋的平台。不幸的是，目前的实验实现被限制在由微波腔的几何形状限定的单个频率下操作。在这篇文章中，我们实现了一个高度可调，低温，微波腔强耦合到磁自旋。该腔体可以在原位调谐高达1.5 GHz，约15%的原始10 GHz的谐振频率。此外，该系统在所有频率下都保持在强耦合状态，协同系数约为800。
2020-07-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.ins-det
Power Dependent Resonant Frequency of a Microwave Cavity due to Magnetic Levitation
本研究针对超导微波腔中迈斯纳悬浮永磁体的场景，测量了腔谐振频率及品质因数随输入功率、温度的变化，指出频率变化源于磁体与腔内射频场的相互作用，为量子悬浮相关研究提供了实验支撑。
2022-11-13 quant-ph
Microwave-optics Entanglement via Cavity Optomagnomechanics
本研究提出腔光磁力学系统中制备微波-光学稳态纠缠的新机制，利用磁机械参量下转换及两类相互作用分发纠缠，所得纠缠抗热噪声，可用于混合量子网络与量子信息处理。
2023-09-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Magnetic levitation within a microwave cavity: characterization, challenges, and possibilities
超导磁悬浮的低能量损耗使其在物理学中具有令人兴奋的应用。最近，超导磁悬浮已被实现为氮空位中心中单个自旋量子比特的新型机械转导[1]。此外，人们还提出了用Meissner来研究改进的引力波探测[2]。微波腔中的迈斯纳悬浮可以为新型腔光学机械系统、诸如transmon和磁振子的量子对象的读出、引力波检测和磁力学开辟道路[3]。这项工作的特点是微波内的磁悬浮。它还讨论了可能性，挑战，和腔体磁体系统的室温和低温实验。
2022-07-04 quant-ph
Measuring the quality factor of a microwave cavity using superconduting qubit devices
提出了一种利用单模微波腔场与超导电荷量子比特相互作用产生两个宏观量子态叠加的方法。这种叠加的退相干可以通过测量腔场的维格纳函数或电荷量子比特态来确定。然后由叠加态的退相干可以推知腔的品质因数Q。即使当$Q$值相对较低并且量子位与腔场之间的相互作用较弱时，所提出的方法在当前技术内也是实验上可实现的。
2005-11-17 quant-ph
Spin pumping in strongly coupled magnon-photon systems
我们在实验上研究了在具有可调品质因数的微波腔中的亚铁磁共振实验中产生的磁振子极化激元。为此，我们同时测量的电检测自旋泵浦信号和微波反射（亚铁磁共振信号）的钇铁石榴石（YIG）/铂（Pt）双层在微波腔。从微波反射数据确定基本磁共振模式和腔的耦合强度。第一性原理计算和输入-输出形式主义预测的磁共振谱的所有功能与我们的实验观察。通过改变腔的衰减率在恒定的磁振子-光子耦合率，我们在实验上调整和强耦合制度，并成功地模拟相应的变化的自旋泵浦信号。此外，我们还观察到了几种自旋波模式的耦合和自旋泵浦，并定量分析了它们与腔的耦合率。
2016-01-21 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Holonomic Quantum Computation Using Rf-SQUIDs Coupled Through A Microwave Cavity
提出了一种在微波腔中利用rf-SQUID量子比特实现完整量子计算的新方案。在这个方案中，通过对耦合到SQUID上的经典微波脉冲的拉比频率进行调谐，可以很容易地构造单量子比特门、双量子比特控制相位门和控制非门。这些门的保真度估计可能高于90%与当前的技术。
2004-10-23 quant-ph
Long-range quantum gate via Rydberg states of atoms in a thermal microwave cavity
我们提出了一种在有限温度下微波腔中空间分离的原子对之间实现通用量子门的方法。该门的结果从可逆的激光激发原子的里德伯态相互作用，通过交换虚光子通过一个共同的腔模式。两原子基态和双激发里德堡态之间不同跃迁路径的量子干涉使得跃迁振幅和共振对微波腔“量子总线”中的激发很大程度上不敏感，因此微波腔“量子总线”可以处于光子数态的任何叠加或混合。我们的方案实现超远程相互作用和纠缠也适用于介观原子系综在里德伯封锁制度，是可扩展的许多系综被困在一个厘米大小的微波谐振器。
2015-09-11 quant-ph
Cavity electromechanics with parametric mechanical driving
在过去的几年中，微波光机械电路已被证明是非常powerfool工具，探索宏观机械振荡器的基础物理，以及作为有前途的候选人，为新的芯片上的量子限制微波器件。在迄今为止的大多数实验中，机械振荡器要么被用作无源器件元件，其位移使用超导腔来检测，要么由腔内场来操纵。在这里，我们探讨了直接和参数化操纵腔机电系统的机械纳米梁谐振器的可能性，这为微波光机械设备的工具箱提供了额外的功能。除了使用腔作为干涉仪来检测参数调制的机械位移和压缩热机械运动，我们证明了纳米梁谐振频率的参数调制可以实现腔内微波光子的相敏参量放大器。与使用机电电路的许多其他微波放大方案相比，所提出的技术允许机械元件的同时冷却，这可能使这种类型的光机械微波放大器成为量子限制的。
2019-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con 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
Microwave Quantum Illumination via Cavity Magnonics
量子照明（QI）是一种主要用于目标探测的量子传感协议，它利用纠缠的信号-闲频光子对来提高热噪声环境中低反射率目标的探测效率。特别地，由于自然发生的背景辐射，朝向潜在目标发射的光子更适当地位于微波区域中。在这里，我们提出了一个混合量子源的基础上腔磁振子微波QI，其中的桥梁的光学和微波模式的介质是磁振子，自旋波的量子。在实验可获得的参数内，可以产生感兴趣的重要微波-光量子资源，与电光机械原型量子雷达和具有相等传输能量的任何经典微波雷达相比，导致检测错误概率降低几个数量级。
2020-11-16 quant-ph
Microwave Amplification in a PT -symmetric-like Cavity Magnomechanical System
提出了一种在强控制和弱探测场作用下，在双腔类宇称时间（PT -）磁力学系统中产生可调谐磁力学诱导放大的方案。该系统由一个铁磁材料钇铁石榴石（YIG）球放置在一个被动微波腔，与另一个有源腔连接。当腔-腔、腔-磁振子和磁力耦合强度同时不为零时，理想情况下微波探测信号的感应放大率可达到最大值1000000。这一现象在量子信息处理和量子光学器件等领域具有潜在的应用价值。此外，我们还发现了慢光传播现象。在这种情况下，光的群速延迟可以达到0.000035s，这可以增强一些非线性效应。此外，由于色散曲线相对平坦，该方案可能应用于敏感的光开关，在存储光子和量子光学芯片中发挥重要作用。
2021-12-03 quant-ph
Strong Coupling Between P1 Diamond Impurity Centres and 3D Lumped Photonic Microwave Cavity
我们报道了一个独特的双柱凹腔，在金刚石中的N杂质（P1）中心和微波光子的合奏之间的强耦合。腔被设计成使得腔场的磁分量在空间上与电分量分离并且聚焦到安装金刚石样品的小体积中。该结构的新颖性同时允许高磁填充因子（38.4\%）和在低磁场下与金刚石中的过渡（例如NV $^{-}$和P1中心中的过渡）相互作用所需的低频率。耦合强度（或正常模式分裂）为51.42 MHz，实现与P1中心在6.18 GHz和220 mT的厘米级腔，与相应的协同因子为4.7。这种技术提供了一种替代的方式，具有一些显着的优点，耦合3D腔的过渡金刚石和实现应用程序所需的强耦合量子信息处理。
2014-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Magnomechanically induced transparency in the ferrimagnetic bridge crystal of atom opto-magnomechanical system
本研究针对原子光-磁振子机械系统的弱探测场传输特性展开，观测到OMIT与MMIT效应，发现原子耦合可使宽透明窗口分裂为双窄窗口，且群延迟可通过磁振子-声子耦合调控，为量子精密测量提供新方案。
2024-12-09 quant-ph
Charge Qubit Storage and Its Engineered Decoherence via Microwave Cavity
研究了微波腔中超导电荷量子比特与量子化电磁场的纠缠。它可以动态地控制一个经典的外部场线程的SQUID内的电荷量子比特。利用可控的量子纠缠，我们可以演示电荷量子比特携带信息的量子存储的动态过程。另一方面，基于这种工程化的量子纠缠，我们还可以证明电荷量子比特在准经典态下与腔场耦合时会发生量子跃迁，从而产生渐进的退相干。
2005-02-01 quant-ph
Microwave-to-optical conversion with a gallium phosphide photonic crystal cavity
电致动光机械谐振器提供了一种微波和光子的量子相干双向转换的途径。这样的设备可以使量子计算机的光学互连基于量子比特在微波频率下工作。在这里，我们提出了一种新的微波到光转换的平台，包括一个光子晶体腔的单晶，压电磷化镓集成在预制铌电路上的本征硅基板。该设备利用空间扩展，侧边分辨机械呼吸模式在$\sim$ 3.2 GHz，真空光机耦合率高达$g_0/2π\approx$ 300 kHz。机械模式由集成微波电极通过逆压电效应驱动。我们估计，该系统可以实现机电耦合率的超导transmon量子位的$\sim$ 200 kHz。我们的工作代表了压电光机械接口与超导量子处理器集成的决定性一步。
2021-05-27 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Intermittency in an Optomechanical Cavity Near a Subcritical Hopf Bifurcation
实验研究了超导微波传输线谐振腔中嵌入振荡机械谐振器的光机械谐振腔。机械谐振器和微波腔之间的可调谐光机械耦合是通过在机械谐振器上方放置一根镀铱的单模光纤来引入的。机械谐振器和涂层光纤之间的电容引起光机械耦合，这可以通过改变光纤-谐振器距离来控制。我们研究了辐射压力引起的自激振荡作为微波驱动参数（频率和功率）的函数。极限环和稳态行为之间的间歇性观察与蓝色失谐的驱动频率。实验结果是占一个模型，该模型考虑到达芬类非线性的微波腔。一个稳定性分析揭示了一个亚临界的Hopf分岔附近的区域，观察到的不稳定性。
2014-05-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum analysis of a nonlinear microwave cavity-embedded dc SQUID displacement detector
我们进行了量子分析的dc SQUID机械位移检测器，包括一个SQUID与机械兼容的环段，这是嵌入在微波传输线谐振器。SQUID被近似为一个非线性的，电流相关的电感，诱导外磁通可调，非线性Duffing自相互作用项的微波谐振器模式方程。顺应性SQUID环段的运动通过外部通量穿过SQUID环中的变化被感应地转换，给出微波和机械谐振器模式之间的有质动力的辐射压力型耦合。推导了探测器信号响应和噪声的表达式，发现软弹簧Duffing自相互作用使位移探测标准量子极限更接近，并且冷却更接近基态。
2008-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Optical Single Photons on Demand Teleported from Microwave Cavities
我们提出了一个方案，通过使用微机械谐振器纠缠的光和微波输出模式的相应的腔。微机械谐振器在一侧上电容耦合到微波腔，并且在另一侧上耦合到高精细度光学腔。然后，我们展示了如何利用这种连续变量纠缠来传送非高斯数态|1）与叠加（|联系我们|1>）/ \surd 2从微波腔输出模转换到光腔输出模，保真度远大于不可克隆极限。
2012-05-29 quant-ph
Strong coupling of the cyclotron motion of surface electrons on liquid helium to a microwave cavity
强耦合制度中观察到的回旋运动耦合到一个法布里-珀罗腔谐振器中的电磁模式的二维电子系统。耦合运动的本征频率的拉比分裂被观察到在腔反射谱和交流电流的电子，后者探测通过测量它们的辐射热光响应。尽管在多粒子系统中的拉比分裂的类似观测已被描述为量子力学效应，我们表明，所观察到的分裂可以完全解释的模型的基础上的经典电动力学。
2016-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Atomic microwave-to-optical signal transduction via magnetic-field coupling in a resonant microwave cavity
原子蒸气提供了许多机会来操纵跨越宽范围的电磁波谱的电磁信号。这里，具有音频调制的微波信号通过利用原子微波-光学双谐振和由谐振高Q微波腔放大的磁场耦合来对光信号中的信息进行编码。使用这种方法，音频信号被编码为GHz载波中的幅度或频率调制，通过电缆或自由空间传输，通过腔增强的原子-微波相互作用解调，最后，光学检测以提取原始信息。这种原子腔信号转换技术提供了一种强大的手段，通过它在微波场和光场之间传输信息，所有这些都使用相对简单的实验装置，而无需有源电子器件。
2020-01-09 physics.app-ph physics.atom-ph quant-ph
Atomic detection in microwave cavity experiments: a dynamical model
利用腔量子电动力学（QED）研究了电磁模叠加的相干性，建立了一个探测单原子脉泽的模型。考虑到由于电离场与原子相互作用的概率性质而导致测量过程的不完善性，得到了原子电离的解析表达式。有限的效率和假计数率被认为是在一个动态的上下文中，由此得到的结果的信息的腔模式的状态。
2006-11-13 quant-ph
Theory of cavity-assisted microwave cooling of polar molecules
我们分析了在微波域中极性分子的腔辅助冷却方案，其中分子在旋转跃迁时被激发，能量通过与损耗带状线腔的强相互作用耗散，如最近由A. Andre等人，Nature Physics 2，636（2006）.我们确定了主导的冷却和加热机制，在这种设置和研究冷却速率和最终温度在各种参数制度。特别是，我们分析了有限的环境温度对冷却效率的影响，并找到最低温度和最佳的冷却速率在强驱动制度。此外，我们讨论了腔冷却效率和鲁棒性之间的权衡，在一个现实的实验设置中，如非谐性的捕获潜力的普遍存在的缺陷。
2008-03-18 quant-ph
Linear response theory of Josephson junction arrays in a microwave cavity
最近的实验约瑟夫森结阵列（JJAs）在微波腔开辟了一个新的途径，调查这些设备的性能，同时最大限度地减少来自测量设备本身的外部噪声量。这些实验已经显示出探测JJA中多体量子效应的希望。在这项工作中，我们开发了一个一般的理论描述，这样的实验，推导出一个量子相位模型的平面JJAs包含量子化涡旋。该模型的动力学磁化率计算为一些简单的电路，和签名的额外的涡流注入确定。退相干的影响被认为是通过Lindblad主方程。
2019-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Reconfigurable re-entrant cavity for wireless coupling to an electro-optomechanical device
最近已经展示了一种能够将微波转换为光学的电光机械设备，其愿景是实现超导量子比特的光学网络。在这里，我们提出了一种改进的转换器设计，使用三维（3D）微波腔之间的微波传输线和集成的LC谐振器的转换器芯片的耦合。新的设计简化了光学组件，并将其从设置的微波部分中分离出来。实验表明，模块化器件组装允许我们灵活地调整微波耦合到转换器芯片，同时保持小损耗。我们还发现，机电实验不受影响的附加微波腔。我们的设计与高精细光学腔兼容，并将提高光学性能。
2017-03-19 quant-ph
Probing Strong Coupling between a Microwave Cavity and a Spin Ensemble with Raman Heterodyne Spectroscopy
拉曼外差光谱是表征自旋能量和动力学的有力工具。该技术使用光泵将相干性从自旋跃迁转移到更容易检测到相干发射的光跃迁。在这里，拉曼外差光谱用于探测耦合到微波腔的正硅酸钇（Y $_2$ SiO $_5$）晶体中的铒掺杂剂的同位素纯化系综。由于铒电子的自旋跃迁是强耦合到微波腔，我们观察到拉曼外差信号的混合自旋腔模式（极化激元）的谐振频率，而不是裸铒自旋跃迁频率。使用耦合系统，我们进行了饱和恢复测量的基态自旋弛豫时间T $_1$ = 10 $\pm$ 3秒，也观察到拉曼外差信号使用的激发态自旋跃迁。我们讨论了这些结果的影响，努力朝着转换微波量子态的光学量子态。
2021-05-12 quant-ph
Microwave-controlled optical double optomechanically induced transparency in a hybrid piezo-optomechanical cavity system
提出了一种在压电-光机械混合腔系统中产生微波控制的光学双光机械诱导透明（OMIT）的方案，该方案将压电光机械晶体AlN-纳米梁谐振器置于超导微波腔中，AlN-纳米梁谐振器可以同时被通过辐射压力产生的光场和通过压电相互作用产生的微波场驱动.结果表明，在强泵浦光场通过光波导作用于光机晶体谐振腔，强激励微波场作用于超导微波谐振腔的情况下，在弱输出探测场中可以观察到双OMIT窗口。其机理是该系统可形成N型四能级系统，当相应能级上施加两个驱动场和一个探测场时，在不同能级通道间的量子干涉作用下，三阶非线性吸收被相长量子干涉增强，而线性吸收被相消量子干涉抑制，结果，产生双OMIT窗口。我们的方案可用于实现固态量子系统中的高速光开关、高分辨率光谱学、相干布居数俘获或量子信息处理。
2018-07-03 quant-ph
Improved accuracy of the NPL-CsF2 primary frequency standard: evaluation of distributed cavity phase and microwave lensing frequency shifts
我们评估了分布式腔相位和微波透镜频移，这是NPL-CsF 2铯喷泉钟的两个最大的不确定性来源。我们报告的测量，确认详细的理论模型的微波腔场和频率的变化，他们生产的时钟。该模型和测量结果显著地将分布式腔相位不确定度降低到$1.1 \times 10^{-16}$。本文导出了带圆孔圆柱腔的微波透镜频移。给出了合理近似的分析结果，以及表明$6.2 \times 10^{-17}$位移的完整计算。我们报告的测量和理论模型，以及改进的碰撞和微波泄漏引起的频率偏移的评估，减少了NPL-CsF 2标准的频率不确定性$2.3 \times 10^{-16}$，几乎是一个因素的两个低于其最新的完整的评估。
2011-07-12 physics.atom-ph quant-ph
All-Dielectric Resonant Cavity Electro-Optic Transduction Between Microwave and Telecom
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）
基于全电介质共振腔实现微波与电信波光电转换，具备高效率和低噪声的特性，适用于高精度微波场传感和量子转换
2026-01-19 quant-ph
