利用交流斯塔克位移单光子跃迁实现里德伯原子与芯片集成超导微波谐振腔的耦合
处于1s50s ³S₁里德伯能级的氦原子,已被共振耦合至基于芯片的超导共面波导微波谐振器的2π×11.721 GHz二次谐波模式。为实现这一目标,研究人员通过第二束强2π×3.350 GHz微波修饰场诱导的交流斯塔克效应,将单光子电偶极允许的1s50s ³S₁→1s50p ³PJ跃迁调谐至与谐振器模式共振。该团队结合里德伯态能级结构的弗洛凯理论计算,解析了该修饰场及超导芯片表面原子位置残余未抵消直流电场的影响。为在1微秒的原子-谐振器相互作用时间内观测到这个电偶极矩达1500ea₀的跃迁所产生的显著布居数转移,研究组向谐振器注入脉冲微波场。根据该条件下谐振器模式的光子占据数,估算出原子与谐振器耦合的单光子拉比频率约为2π×100赫兹。这些成果标志着该里德伯原子-超导电路接口朝向单光子强耦合机制运行迈出了重要一步。
