Generación de los estados de Fock en un circuito cuántico superconductor

Área de la Ciencia:

• La mecánica cuántica es la mecánica cuántica.
• Física del estado sólido Física del estado sólido
• La óptica cuántica es una óptica cuántica.

Sus antecedentes:

• Los sistemas de espín y los osciladores armónicos son arquetipos fundamentales de la mecánica cuántica.
• Los sistemas de Spin-1/2 son altamente no lineales, mientras que los osciladores armónicos son lineales con niveles de energía discretos.
• Crear estados de Fock en osciladores es un desafío, lo que dificulta la observación del comportamiento cuántico.

Objetivo del estudio:

• Demostrar la generación controlada de estados de Fock multifotónicos en un sistema de estado sólido.
• Para utilizar un qubit superconductor acoplado a un resonador de microondas para la preparación y el análisis del estado.
• Para contrastar los estados de Fock generados con los estados coherentes clásicos.

Principales métodos:

• Empleando un qubit de fase superconductor como un sistema de dos niveles.
• Acoplamiento del qubit a un resonador de microondas que actúa como un oscilador armónico.
• El uso de pulsos clásicos para la preparación de estados y el análisis de Fock y estados coherentes.

Principales resultados:

• Preparó y analizó con éxito estados de Fock puros con hasta seis fotones.
• Se demostró la generación controlada de estados cuánticos en un oscilador armónico de estado sólido.
• Distinguir los estados de Fock de los estados coherentes clásicos generados a través de la excitación directa del resonador.

Conclusiones:

• El estudio proporciona un método para la generación controlada de los estados de Fock en sistemas de estado sólido.
• Esto abre caminos para explorar los fenómenos cuánticos en los osciladores armónicos.
• La técnica ofrece una plataforma para el procesamiento y la simulación de información cuántica.