elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Quantum synchronization in presence of shot noise

Höhe, Florian und Danner, Lukas und Padurariu, Ciprian und Donvil, Brecht und Ankerhold, Joachim und Kubala, Björn Heiko (2025) Quantum synchronization in presence of shot noise. New Journal of Physics, 27, 023039. Institute of Physics (IOP) Publishing. doi: 10.1088/1367-2630/adb777. ISSN 1367-2630.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/adb777

Kurzfassung

Synchronization is a widespread phenomenon encountered in many natural and engineered systems with nonlinear classical dynamics. How synchronization concepts and mechanisms transfer to the quantum realm and whether features are universal or platform specific are timely questions of fundamental interest. They can be studied in superconducting electrical circuits which provide a well-established platform for nonlinear quantum dynamics. Here, we consider a Josephson-photonics device, where a dc-biased Josephson junction creates (non-classical) light in a microwave cavity. The combined quantum compound constitutes a self-sustained oscillator: a system susceptible to synchronization. This is due to the inherent effect of an in-series resistance, which realizes an autonomous feedback mechanism of the charge transport on the driving voltage. Accounting for the full counting statistics of transported charge not only yields phase diffusion, but allows us to describe phase locking to an ac-signal and the mutual synchronization of two such devices. Thereby one can observe phase stabilization leading to a sharp emission spectrum as well as unique charge transport statistics revealing shot noise induced phase slips. Two-time perturbation theory is used to obtain a reduced description of the oscillators phase dynamics in form of a Fokker-Planck equation in generalization of classical synchronization theories.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/213084/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Quantum synchronization in presence of shot noise
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Höhe, FlorianInstitut für Komplexe Quantensysteme and IQST, Universität Ulm, Ulm, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Danner, LukasLukas.Danner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Padurariu, CiprianInstitut für Komplexe Quantensysteme and IQST, Universität Ulm, Ulm, Germanyhttps://orcid.org/0000-0001-9568-2080NICHT SPEZIFIZIERT
Donvil, BrechtInstitut für Komplexe Quantensysteme and IQST, Universität Ulm, Ulm, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ankerhold, JoachimInstitut für Komplexe Quantensysteme and IQST, Universität Ulm, Ulm, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-6510-659XNICHT SPEZIFIZIERT
Kubala, Björn HeikoBjoern.Kubala (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:27 Februar 2025
Erschienen in:New Journal of Physics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:27
DOI:10.1088/1367-2630/adb777
Seitenbereich:023039
Verlag:Institute of Physics (IOP) Publishing
ISSN:1367-2630
Status:veröffentlicht
Stichwörter:synchronization, locking, phase stabilization, Josephson Devices, quantum microwaves
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 Mär 2025 21:05
Letzte Änderung:12 Mär 2025 21:05

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.