Отдел сверхпроводящих и мезоскопических структур

Перейти к контенту

Главное меню:

Исследования
Динамика мезоскопических систем
Вступление
Мы изучаем квантовые динамические явления в мезоскопических системах, которые включают в себя сверхпроводящие контуры, низкоразмерные полупроводниковые структуры, наномеханические резонаторы. При этом мы используем и развиваем инструментарий современной теории твердого тела, чтобы заострить наше понимание квантовых явлений, актуальных для измерения и контроля индивидуальных квантовых систем. Мы не только изучаем теоретически фундаментальные явления, такие как осцилляции Раби и переходы Ландау-Зинера-Штюкельберга-Майораны (ЛЗШМ), но и соотносим наши результаты с экспериментальными исследованиями. Недавние результаты описаны кратко ниже, а полный лист статей можно найти в разделе , а также в GoogleScholar.
Мем-емкости и мем-индуктивности на основе кубитов
Сегодня есть большой интерес к изучению элементов электрических контуров, у которых есть память. А именно, это – мемристивные, мемемкостные и меминдуктивные контурные элементы, которые являются обобщениями хорошо известных сопротивлений, емкостей и индуктивностей. Мы предложили и изучили квантовые реализации элементов с памятью, основанных на твердотельных кубитах. Квантовые свойства систем на основе кубитов делают их отклик уникальным, привнося таким образом новую функциональность в инструментарий устройств с памятью.   
Одетые состояния
Резонатор на линии передач при низких температурах ведет себя как квантовый осциллятор; его влияние на связанный с ним кубит может быть описано процедурой, известной как одевание состояний кубита. Мы развили теорию для случая резонатора с двойным возбуждением и описали ряд эффектов, наблюденных экспериментаторами из ИФТ, г.Йена. Было показано, что такая система «кубит-резонатор» может быть использована для усиления или ослабления слабых сигналов.   
Квантовая индуктивность и емкость
Если квантовая система включена в состав электрического контура, ее нужно описывать в терминах вероятности заселенности энергетических уровней. Тогда система характеризуется соответствующими параметрическими индуктивностями, емкостями и сопротивлениями. Из-за их зависимости от вероятностей, к ним в этом случае применяют определение «квантовые». Мы использовали такую теорию для описания искусственных двух-уровневых систем.   См. также освещение этой работы в печати.  
Интерферометрия ЛЗШМ
Давно известно, что не только неадиабатические переходы ЛЗШМ происходят между дискретными уровнями энергии, но еще и важен набор фазы во время эволюции. Эта фаза, известная как фаза Штюкельберга, может приводить как к конструктивной, так и деструктивной интерференции. Мы обобщили теорию, чтобы описать недавно наблюденные интерференционные картины в различных микроскопических и мезоскопических системах.     Эта область остается актуальной, одним из свидетельств чему является высокая цитируемость нашей обзорной статьи.
Квантовое обратное действие с задержкой отклика
Мы развили полуклассическую теорию для описания системы, которая состоит из классического резонатора, связанного с квантовой подсистемой. Было рассмотрено влияние релаксации в квантовой подсистеме на осцилляции в резонаторе. Показано, что это приводит к существенному увеличению или уменьшению добротности резонатора.     Мы полагаем, что такой теоретический подход полезен для описания экспериментов, таких как в этой работе: .
Много фотонные переходы
Когда кратная частота возбуждения близка к энергетической щели в квантовой системе, это может привести к возбуждению в системе путем многофотонных переходов. Мы изучали такие возбуждения для различных постановок задачи, включая одно- и двух-кубитные системы с прямыми и лестничными переходами. И хотя реалистичные системы довольно сложны – кроме квантовой подсистемы они содержат электронику для возбуждения и считывания – нам удалось количественно описать различные возбуждаемые диссипативные системы на основе кубитов. Эти исследования привели к нескольким оригинальным статьям, обзорной статье и монографии.  

 
Назад к содержимому | Назад к главному меню