Emergent Macroscopic Bistability Induced by a Single Superconducting Qubit
Notice bibliographique
Résumé
The photon blockade breakdown in a continuously driven cavity QED system has been proposed as a prime example for a first-order driven-dissipative quantum phase transition. However, the predicted scaling from a microscopic behavior—dominated by quantum fluctuations—to a macroscopic one—characterized by stable phases—and the associated exponents and phase diagram have not been observed so far. In this work we couple a single transmon qubit with a fixed coupling strength g to a superconducting cavity that is bandwidth κ tunable to controllably approach this thermodynamic limit. Even though the system remains microscopic, we observe its behavior becoming increasingly macroscopic as a function of g / κ . For the highest realized g / κ of approximately 287 , the system switches with a characteristic timescale as long as 6 s between a bright coherent state with approximately 8 × 10 3 intracavity photons and the vacuum state. This exceeds the microscopic timescales by 6 orders of magnitude and approaches the perfect hysteresis expected between two macroscopic attractors in the thermodynamic limit. These findings and interpretation are qualitatively supported by neoclassical theory and large-scale quantum-jump Monte Carlo simulations. Besides shedding more light on driven-dissipative physics in the limit of strong light-matter coupling, this system might also find applications in quantum sensing and metrology. Published by the American Physical Society 2024
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».