储层工程驱动的机械猫态与量子比特

宏观量子叠加态(如机械薛定谔猫态)是量子传感和玻色纠错编码等新兴量子技术的核心。该研究团队提出了一种通过横向与纵向相互作用将纳米机械谐振器耦合至相干驱动的二能级系统来制备此类态的方案。当以两倍振子频率驱动量子比特时,会激活共振双声子交换过程,从而将驱动能量相干转化为声子对并进行耗散稳定。从完整的含时哈密顿量出发,研究人员通过微扰消除损耗型量子比特,推导出机械模式的有效主方程。该简化动力学具有工程化的双声子损耗和相干压缩项,二者协同作用可使谐振器确定性地进入薛定谔猫态。该方案仅需单个驱动量子比特且无需辅助腔体,为电路量子电动力学及相关平台实现宏观量子叠加态提供了可扩展且易于实验验证的路径。

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