合成频率维度中微波光子的量子动力学

合成频率维度为模拟晶格模型和调控光子动力学提供了有力手段。然而在光子学平台上,将这一概念拓展至量子领域——特别是在单光子层面——仍存在挑战。本研究通过将超导量子比特与16米铝制同轴电缆集成,实现了合成频率晶格内单光子量子态的初始化与演化探测。研究人员采用基于可调超导量子干涉装置(SQUID)的调制器来合成晶格耦合与人工规范场,成功观测到单光子量子随机行走、布洛赫振荡,以及在晶格哈密顿量快速时间调制下产生的非绝热单向频率转换现象,同时完成了能带结构测量。通过多重驱动音调,该平台可灵活重构晶格连接方式以构建高维晶格体系。这些成果确立了超导量子电路作为可编程哈密顿量和可扩展合成晶格的通用平台地位,同时具备单光子精准调控能力。

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作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-02-14 12:01

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