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Quantum microwaves: Stabilizing squeezed light by phase locking

Danner, Lukas und Höhe, Florian und Padurariu, Ciprian und Ankerhold, Joachim und Kubala, Björn Heiko (2025) Quantum microwaves: Stabilizing squeezed light by phase locking. Physical Review B, 111 (18), Seite 184519. American Physical Society. doi: 10.1103/PhysRevB.111.184519. ISSN 2469-9950.

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Offizielle URL: https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.111.184519

Kurzfassung

Bright sources of quantum microwave light are an important building block for various quantum technological applications. Josephson junctions coupled to microwave cavities are a particularly versatile and simple source for microwaves with quantum characteristics, such as different types of squeezing. Due to the inherent nonlinearity of the system, a pure dc-voltage bias can lead to the emission of correlated pairs of photons into a stripline resonator. However, a drawback of this method is that it suffers from bias voltage noise, which disturbs the phase of the junction and consequently destroys the coherence of the photons, severely limiting its applications. Here we describe how adding a small ac reference signal either to the dc bias or directly into the cavity can stabilize the system and counteract the sensitivity to noise. We first consider the injection locking of a single-mode device before turning to the more technologically relevant locking of two-mode squeezed states, where phase locking preserves the entanglement between photons. Finally, we describe locking by directly injecting a microwave into the cavity, which breaks the symmetry of the squeezing ellipse. In all cases, locking can mitigate the effects of voltage noise and enable the use of squeezed states in quantum technological applications.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/222315/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Quantum microwaves: Stabilizing squeezed light by phase locking
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Danner, LukasLukas.Danner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Höhe, FlorianInstitut für Komplexe Quantensysteme and IQST, Universität Ulm, Ulm, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Padurariu, CiprianInstitut für Komplexe Quantensysteme and IQST, Universität Ulm, Ulm, Germanyhttps://orcid.org/0000-0001-9568-2080NICHT SPEZIFIZIERT
Ankerhold, Joachimjoachim.ankerhold (at) uni-ulm.dehttps://orcid.org/0000-0002-6510-659XNICHT SPEZIFIZIERT
Kubala, Björn HeikoBjoern.Kubala (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2025
Erschienen in:Physical Review B
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:111
DOI:10.1103/PhysRevB.111.184519
Seitenbereich:Seite 184519
Verlag:American Physical Society
ISSN:2469-9950
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Cavity quantum electrodynamics Mesoscopics Optical & microwave phenomena Phase slips Quantum states of light Squeezing of quantum noise Superconducting devices Superconducting quantum optics Synchronization Dynamical systems Josephson junctions Multiple time scale dynamics Quantum master equation RF, microwave, & terahertz sources
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, R - BlueSky QT
Standort: Ulm
Institute & Einrichtungen:Institut für Quantentechnologien > Theoretische Quantenphysik
Hinterlegt von: Kubala, Björn Heiko
Hinterlegt am:28 Jan 2026 22:31
Letzte Änderung:28 Jan 2026 22:38

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