基于fluxonium量子比特的混合机电系统

超导磁通量子比特(fluxonium)展现出高度可调的能级结构,其跃迁频率覆盖范围从数兆赫兹至数吉赫兹。这一特性与高相干性微米/纳米机械谐振器的工作频率高度匹配,使fluxonium成为混合机电系统的理想候选平台。该研究团队通过理论建模,分析了由fluxonium量子比特与悬浮机械谐振器耦合构成的可磁通调控机电系统。这种耦合源自机械运动对fluxonium环内磁通量的调制效应,从而产生可通过外磁场调控的横向与纵向机电相互作用。通过优化fluxonium量子比特的设计参数,研究人员证实在磁通抑制点附近实现强共振单光子耦合具有可行性。该工作系统分析了不同耦合机制下的动力学行为,在纵向耦合区观察到电磁诱导透明(EIT)特征,在横向耦合区识别出模式分裂现象。此外,研究还表明通过机械谐振器的边带冷却可实现两个子系统的基态制备。这些研究成果表明,基于fluxonium的混合机电器件有望成为研究宏观量子现象及开发量子技术应用的潜力平台。

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