Near-ultrastrong nonlinear light-matter coupling in superconducting circuits
Notice bibliographique
Résumé
Light-matter interaction between an atom and an electromagnetic resonator is ubiquitous in quantum technologies. Although linear light-matter coupling $$g{\hat{\sigma }}_{x}(\hat{a}+{\hat{a}}^{{{\dagger}} })$$ can reach the ultrastrong regime g/ω > 10−1, nonlinear light-matter coupling $$\frac{\chi }{2}{\hat{\sigma }}_{z}{\hat{a}}^{{{\dagger}} }\hat{a}$$ is typically perturbative and limited to χ/ω < 10−2. Nonlinear coupling has the advantage of commuting with the atomic $${\hat{\sigma }}_{z}$$ and photonic $${\hat{a}}^{{{\dagger}} }\hat{a}$$ Hamiltonian, allowing for fundamental operations such as quantum-non-demolition measurement. Here, we use a superconducting circuit to demonstrate the experimental realization of near-ultrastrong χ/ω = (4.852 ± 0.006) × 10−2. We also show signatures of light-light nonlinear coupling ( $$\chi {\hat{a}}^{{{\dagger}} }\hat{a}{\hat{b}}^{{{\dagger}} }\hat{b}$$ ) and χ/2π = 580.3 ± 0.4 MHz matter-matter nonlinear coupling ( $$\frac{\chi }{4}{\hat{\sigma }}_{z,a}{\hat{\sigma }}_{z,b}$$ ), representing the largest reported ZZ interaction between two coherent qubits. Such advances in the nonlinear coupling strength of light, matter modes enable new physical regimes and could lead to orders of magnitude faster qubit readout and gates. Nonlinear light-matter coupling has applications in quantum technologies, for instance in quantum-non-demolition measurements, but its strength is typically limited. Here the authors demonstrate near-ultrastrong nonlinear light-matter coupling in a superconducting circuit with two transmons and a quarton coupler.
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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 | 0,000 |
| 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 | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 ».