Фотонные пары, сжатый свет и эффект квантового волнового смешения в каскадной системе кубитов/ Р. Д. Ивановских, ВНИИА им. Н. Л. Духова

В пятницу, 24-го октября, с 12:00 до 14:00  Центр фундаментальных и прикладных исследований ВНИИА им. Н.Л. Духова проводит традиционный Объединенный семинар лаборатории № 176 (физики микро- и наноструктур) и лаборатории № 118 (сверхпроводящих и квантовых технологий)Название доклада:Фотонные пары, сжатый свет и эффект квантового волнового смешения в каскадной системе кубитовДокладчик:Р. Д. Ивановских, ВНИИА им. Н. Л. ДуховаВ работе [1] был продемонстрирован эффект квантового волнового смешения (КВС). При падении на двухуровневую систему (сверхпроводящий кубит, сильно связанный с волноводом) двух классических сигналов, отстроенных друг от друга по частоте, спектр рассеяния представляет собой множество дискретных пиков, отстоящих друг от друга на величину отстройки падающих сигналов.Было высказано предположение, что структура пиков должна зависеть от фотонной статистики падающего на кубит излучения [1]. Далее, в теоретической работе [2] было показано, что в спектре КВС классического сигнала и сжатого света, появляющегося на выходе вырожденного параметрического усилителя, должна отсутствовать половина пиков по сравнению со случаем смешивания двух классических сигналов. Это обусловлено тем, что неклассический (сжатый) свет на выходе усилителя состоит из пар коррелированных фотонов, которые излучаются и поглощаются в условиях КВС только вместе. Недавно был также рассмотрен другой пример неклассического света, характеризующийся антигруппировкой фотонов, который смешивается с классическим светом на кубите-детекторе [3].В настоящей работе показано, что в качестве источника фотонных пар и сжатого света может выступать другой кубит (кубит-источник), находящийся под действием сильной когерентной накачки (\Omega>>\gamma) в режиме резонансной флуоресценции. Для этого необходимо рассмотреть каскадную систему двух кубитов с однонаправленным распространением фотонов от кубита-источника к кубиту-детектору. Наблюдаемый при моделировании и экспериментально спектр смешения флуоресцентного излучения и классического сигнала подтверждает вывод о фотонных парах, излученных кубитом-источником в режиме сильной накачки.Обсуждается вопрос о возможности проведения томографии неклассических состояний света с помощью КВС.[1] A.Yu. Dmitriev, R. Shaikhaidarov, V.N. Antonov, T. Hönigl-Decrinis, O.V. Astafiev "Quantum wave mixing and visualisation of coherent and superposed photonic states in a waveguide", Nat Commun 8, 1352 (2017).[2] W. V. Pogosov, A. Yu. Dmitriev, and O. V. Astafiev, "Effects of photon statistics in wave mixing on a single qubit", Phys. Rev. A 104, 023703 (2021).[3] A. Yu. Dmitriev, A. V. Vasenin, S. A. Gunin, S. V. Remizov, A. A. Elistratov, W. V. Pogosov, O. V. Astafiev, "Direct experimental observation of sub-poissonian photon statistics by means of multi-photon scattering on a two-level system", Phys. Rev. A 111, 043715 (2025).