Ménard, G. und Peugeot, A. und Padurariu, Ciprian und Rolland, C. und Kubala, Björn und Mukharsky, Y. und Iftikhar, Z. und Altimiras, C. und Roche, P. und le Sueur, H. und Joyez, P. und Vion, D. und Esteve, D. und Ankerhold, Joachim und Portier, F. (2022) Emission of Photon Multiplets by a dc-Biased Superconducting Circuit. Physical Review X, 12, 021006. American Physical Society. doi: 10.1103/PhysRevX.12.021006. ISSN 2160-3308.
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Offizielle URL: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.12.021006
Kurzfassung
We observe the emission of bunches of k≥1 photons by a circuit made of a microwave resonator in series with a voltage-biased tunable Josephson junction. The bunches are emitted at specific values V_k of the bias voltage, for which each Cooper pair tunneling across the junction creates exactly k photons in the resonator. The latter is a microfabricated spiral coil which resonates and leaks photons at 4.4 GHz in a measurement line. Its characteristic impedance of 1.97 kΩ is high enough to reach a strong junction-resonator coupling and a bright emission of the k-photon bunches. We show that a rotating-wave approximation treatment of the system accounts quantitatively for the observed radiation intensity, from k=1 to 6, and over 3 orders of magnitude when varying the Josephson energy E_J. We also measure the second-order correlation function of the radiated microwave to determine its Fano factor F_k, which in the low E_J limit confirms with F_k ≃ k the emission of k-photon bunches. At larger E_J, a more complex behavior is observed in quantitative agreement with numerical simulations.
elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/186088/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Emission of Photon Multiplets by a dc-Biased Superconducting Circuit | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 8 April 2022 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | Physical Review X | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Band: | 12 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1103/PhysRevX.12.021006 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | 021006 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | American Physical Society | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2160-3308 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | superconductivity, Josephson effect, microwave quantum optics, bunching, nonlinear optics, strong coupling QED | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programm: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programmthema: | Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Schwerpunkt: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Forschungsgebiet: | R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | R - Potential von synthetischen Apertur-Quantenradaren | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standort: | Ulm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institute & Einrichtungen: | Institut für Quantentechnologien > Theoretische Quantenphysik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt von: | Kubala, Björn Heiko | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 12 Apr 2022 21:56 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 12 Apr 2022 21:56 |
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