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Escape of a Driven Quantum Josephson Circuit into Unconfined States

Authors :
Lucas Verney
Michel Devoret
Raphaël Lescanne
Quentin Ficheux
Mazyar Mirrahimi
Zaki Leghtas
Benjamin Huard
Laboratoire Pierre Aigrain (LPA)
Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS)
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QUANTum Information Circuits (QUANTIC)
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Université de Lyon-Université de Lyon
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Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Mines Paris - PSL (École nationale supérieure des mines de Paris)
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Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Département de Physique de l'ENS-PSL
Université Paris sciences et lettres (PSL)
École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Physical Review Applied, Physical Review Applied, American Physical Society, 2019, 11 (1), pp.014030. ⟨10.1103/PhysRevApplied.11.014030⟩, Physical Review Applied, 2019, 11 (1), pp.014030. ⟨10.1103/PhysRevApplied.11.014030⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
HAL CCSD, 2019.

Abstract

International audience; Josephson circuits have been ideal systems with which to study complex nonlinear dynamics that can lead to chaotic behavior and instabilities. More recently, Josephson circuits in the quantum regime, particularly in the presence of microwave drives, have demonstrated their ability to emulate a variety of Hamiltonians that are useful for the processing of quantum information. In this paper, we show that these drives lead to an instability that results in the escape of the circuit mode into states that are not confined by the Josephson cosine potential. We observe this escape in a ubiquitous circuit: a transmon embedded in a 3D cavity. When the transmon occupies these free-particle-like states, the circuit behaves as though the junction had been removed and all nonlinearities are lost. This work deepens our understanding of strongly driven Josephson circuits, which is important for fundamental and application perspectives, such as the engineering of Hamiltonians by parametric pumping.

Details

Language :
English
ISSN :
23317019
Database :
OpenAIRE
Journal :
Physical Review Applied, Physical Review Applied, American Physical Society, 2019, 11 (1), pp.014030. ⟨10.1103/PhysRevApplied.11.014030⟩, Physical Review Applied, 2019, 11 (1), pp.014030. ⟨10.1103/PhysRevApplied.11.014030⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....80bd3435fc97f404f47a98c8420c8918