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【24h】

Strong coupling of a single photon to a superconducting qubit using circuit quantum electrodynamics

机译：使用电路量子电动力学将单个光子强耦合到超导量子位

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The interaction of matter and light is one of the fundamental processes occurring in nature, and its most elementary form is realized when a single atom interacts with a single photon. Reaching this regime has been a major focus of research in atomic physics and quantum optics(1) for several decades and has generated the field of cavity quantum electrodynamics(2,3). Here we perform an experiment in which a superconducting two-level system, playing the role of an artificial atom, is coupled to an on-chip cavity consisting of a superconducting transmission line resonator. We show that the strong coupling regime can be attained in a solid-state system, and we experimentally observe the coherent interaction of a superconducting two-level system with a single microwave photon. The concept of circuit quantum electrodynamics opens many new possibilities for studying the strong interaction of light and matter. This system can also be exploited for quantum information processing and quantum communication and may lead to new approaches for single photon generation and detection.
机译：物质与光的相互作用是自然界发生的基本过程之一，其最基本的形式是在单个原子与单个光子相互作用时实现的。几十年来，达到这种状态一直是原子物理学和量子光学研究的主要重点（1），并且已经产生了腔量子电动力学领域（2，3）。在这里，我们进行了一个实验，在该实验中，扮演人工原子角色的超导两级系统耦合到由超导传输线谐振器组成的片上腔。我们证明了在固态系统中可以实现强耦合，并且我们实验地观察到超导两能级系统与单个微波光子的相干相互作用。电路量子电动力学的概念为研究光与物质的强相互作用打开了许多新的可能性。该系统还可以用于量子信息处理和量子通信，并且可以导致单光子产生和检测的新方法。

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