Erzeugung nicht-klassischer elektromagnetischer Strahlung durch supraleitende Quantenschaltungen. Anwendung für hochauflösende Spektroskopie.

• Antragsteller: Dr. Michael Marthaler
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie ; Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277008891

• Erstellungsjahr: 2019

Zusammenfassung der Projektergebnisse

In dem Projekt war es unser Ziel, die folgenden Ideen zu verfolgen: (i) die Verwendung supraleitender Quantenschaltkreise als Quelle für nicht-klassische elektromagnetische Strahlung, und (ii) die Verwendung dieser Strahlung, um das Signal-zu-Rausch Verhältnis für Raman-Spektroskopie zu verbessern. Während des Projekts haben wir zunächst den Anwendungsbereich erweitert, indem wir unkonventionelle Photonenerzeugung im Bereich von wenigen Photonen und dann durch Arbeiten an Strukturen die Quanten-Metamaterialien ähneln für den Einsatz im Bereich der Quantensimulation. Zuletzt arbeiteten wir auch eng mit Experimentalphysikern an der Charakterisierung von Quantenmetamaterialien.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Resonance inversion in a superconducting cavity coupled to artificial atoms and a microwave background
  J. Leppäkangas, J. D. Brehm, P. Yang, L. Guo, M. Marthaler, A. V. Ustinov, M. Weides
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1103/PhysRevA.99.063804)
• Creating photon-number squeezed strong microwave fields by a Cooper-pair injection laser, Phys. Rev. B 95, 134515 (2017)
  M. Koppenhöfer, J. Leppäangas, Michael Marthaler
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1103/PhysRevB.95.134515)
• Multiplying and detecting propagating microwave photons using inelastic Cooper pair tunneling, Phys. Rev. A 97, 013855 (2018)
  J. Leppäkangas, M. Marthaler, D. Hazra, S. Jebari, R. Albert, F. Blanchet, G. Johansson, M. Hofheinz
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1103/PhysRevA.97.013855)
• Quantum simulation of the spin-boson model with a microwave circuit, Phys. Rev. A 97, 052321 (2018)
  J. Leppäkanu gas, J. Braumüller, M. Hauck, J.-M. Reiner, I. Schwenk, S. Zanker, L. Fritz, A. V. Ustinov, M. Weides, M. Marthaler
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1103/PhysRevA.97.052321)