Demonstration of an Effective Ultrastrong Coupling between Two Oscillators

Autor: Benjamin Huard, Pérola Milman, Simone Felicetti, Thomas Coudreau, Zaki Leghtas, Danijela Marković, S. Fedortchenko, Sébastien Jezouin, Quentin Ficheux
Přispěvatelé: Laboratoire Pierre Aigrain (LPA), Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique de l'ENS Lyon (Phys-ENS), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques (MPQ (UMR_7162)), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre Automatique et Systèmes (CAS), PSL Research University (PSL)-MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris, QUANTum Information Circuits (QUANTIC), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris-Sorbonne Université (SU)-Inria de Paris, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon, MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Inria de Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Mines Paris - PSL (École nationale supérieure des mines de Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Inria de Paris, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire de physique de l'ENS - ENS Paris (LPENS), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Département de Physique de l'ENS-PSL, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Département de Physique de l'ENS-PSL, Université Paris sciences et lettres (PSL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Physical Review Letters
Physical Review Letters, American Physical Society, 2018, 121 (4), ⟨10.1103/physrevlett.121.040505⟩
Physical Review Letters, 2018, 121 (4), ⟨10.1103/physrevlett.121.040505⟩
ISSN: 0031-9007
1079-7114
DOI: 10.1103/physrevlett.121.040505⟩
Popis: International audience; When the coupling rate between two quantum systems becomes as large as their characteristic frequencies, it induces dramatic effects on their dynamics and even on the nature of their ground state. The case of a qubit coupled to a harmonic oscillator in this ultrastrong coupling regime has been investigated theoretically and experimentally. Here, we explore the case of two harmonic oscillators in the ultrastrong coupling regime. Probing the properties of their ground state remains out of reach in natural implementations. Therefore, we have realized an analog quantum simulation of this coupled system by dual frequency pumping a nonlinear superconducting circuit. The pump amplitudes directly tune the effective coupling rate. We observe spectroscopic signature of a mode hybridization that is characteristic of the ultrastrong coupling. We experimentally demonstrate a key property of the ground state of this simulated ultrastrong coupling between modes by observing simultaneous single- and two-mode squeezing of the radiated field below vacuum fluctuations.
Databáze: OpenAIRE
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