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声表面波声子的量子控制

发布:HPLSEeditor    |    2018-12-04 13:01    阅读:151
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量子物理学的标志之一就是非经典量子态和量子态迭加的产生,这已经在几个量子系统中得到证明,例如离子系统、固态量子比特和光子系统等。然而,尽管科学技术日益进步,还有包括量子感测、量子计算和量子通信等应用在内的这种技术功能,但迄今为止在力学系统中只实现了非经典状态的间接证明。这部分是由于大多数力学系统的高度线性响应,这使得量子操作非常困难,加上它们典型的低频率特征,阻碍了对量子基态的访问。文章中,作者展示了对宏观机械谐振器力学状态的全量子控制。作者通过将声表面波谐振器与超导量子比特强耦合,利用量子比特来控制和测量机械谐振器中的量子态。作者实现了零声子福克态和单声子福克态的非经典迭加,并且使用Wigner断层扫描技术对这种状态和其他状态进行了扫描。这种精确的可编程的量子控制对于声表面波在量子极限中的许多应用是必不可少的,其中包括不同量子系统的耦合等。


图1 试验设备示意图


图2 声表面波声子导纳的表征和建模


图3 量子比特与单一力学模式的相互作用

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