超导量子比特耦合混合机电与光机系统的基础与应用:综述摘要

将约瑟森结集成到超导电路中实现的超导量子比特,表现为具有非谐能谱的人工原子,并可在电路量子电动力学(cQED)框架下通过微波腔实现精确控制和测量。自21世纪初问世以来,cQED已使超导量子比特成为可扩展量子器件的主要候选方案,并推动了集成异质物理平台的混合量子系统研究。本文综述了机械谐振器与超导量子比特耦合的超导混合量子机电系统,重点关注两种广泛应用量子比特平台:transmon和fluxonium。研究人员系统阐述了源于量子比特相位与电荷自由度相互作用的耦合机制,讨论了这些机制如何产生纵向与横向的量子比特-机械相互作用,并进一步将机电平台拓展至集成了光学腔的电光机械架构——该架构可实现超导电路与光学光子间的相干界面。本综述旨在为超导量子技术中量子比特-机械及量子比特-机械-光学混合系统建立统一框架,并提供与传感器相关应用的前瞻视角。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-20 12:42

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