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过去 20 年，电路量子电动力学发展迅速，超导量子比特和谐振器用于从根本上控制和研究量子光与物质的相互作用。该领域的发展受到量子信息科学和实现量子计算的前景的强烈影响，但也为不同物理系统和研究领域的结合提供了机会。微波领域的超导电路由于具有强大的非线性和零点涨落，以及设计和制造的灵活性，为与其他量子系统接口提供了一个多功能平台。基于电路量子电动力学的混合量子系统可以通过利用各个组件的优势来实现新功能。本论文涵盖了将超导电路与表面声波 (SAW)（沿固体表面传播的机械波）耦合的实验。可以利用 GaAs 基板的压电特性来实现强耦合，我们的实验利用这一点来研究量子场与物质相互作用的现象。表面声波的一个关键特性是传播速度慢，通常比真空中的光慢五个数量级，并且波长短。这使得在巨型原子领域中，超导电路形式的人造原子比相互作用的 SAW 辐射的波长大，这种情况在其他系统中很难实现。本论文中描述的实验利用这些特性来展示机械模式的电磁感应透明性，以及人造巨原子与 SAW 场之间的非马尔可夫相互作用。当 SAW 场被限制在谐振腔中时，短波长允许多模光谱适合与频率梳相互作用。我们使用多模 SAW 谐振器通过双音光谱方法表征微观两级系统缺陷的集合。最后，我们介绍了一种混合超导-SAW 谐振器，并考虑了其在量子信息处理中的应用。使用该设备进行的实验证明了 SAW 模式的纠缠，并在设计用于连续变量量子计算的簇状态的道路上显示出有希望的结果。
超导电路的量子声学
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