Manuscrit de la thèse
Résumé :
Nous réalisons une spectroscopie de jonctions Josephson à shunt résistif dans une expérience de circuit QED supraconducteur. Nous explorons une plage de paramètres pour l’impédance de la jonction, avec un rapport EJ / EC ≈ 0.1–10, couvrant la boîte à paires de Cooper jusqu’au transmon léger. Le shunt résistif connecté galvaniquement R est varié sur plusieurs ordres de grandeur, R ≈ 0.01–100 RQ, où RQ = ħ/(2e)2 ≈ 6,5 kΩ. Notre dispositif évite les problèmes rencontrés dans les expériences précédentes, notamment l’échauffement Joule, le bruit en courant continu, et la mise en œuvre d’une résistance sous forme de ligne de transmission finie.
Les données suggèrent un nouveau diagramme de phase pour la jonction Josephson amortie, au-delà de la prédiction de Schmid-Bulgadaev d’un état isolant pour R≫RQ. Notre diagramme de phase tend vers celui de l’oscillateur harmonique amorti pour EJ ≫ EC, et s’en écarte pour EJ ≤ EC. Nous clarifions le rôle d’un élément dissipatif à haute impédance sur la dynamique d’une jonction Josephson dans le régime quantique, et préparons le terrain pour une meilleure compréhension de phénomènes tels que les doubles marches de Shapiro, également connues sous le nom d’oscillations de Bloch.
Mots-clés :
Resistively shunted Josephson junctions in the quantum regime
Manuscript of the thesis
Abstract:
We perform spectroscopy of resistively shunted Josephson junctions in a superconducting circuit QED experiment. We investigate a range of parameters for the junction impedance EJ / EC ≈ 0.1-10, covering the Cooper-pair box to the light transmon. The galvanically connected resistive shunt R is varied over several orders of magnitude, R ≈ 0.01-100 RQ, where RQ = ħ/(2e)2 ≈ 6.5 kΩ.
Our setup avoids issues of previous experiments including Joule heating, DC noise, and implementation of a resistor as a finite transmission line. The data hints at a new phase diagram for the damped Josephson junction beyond the prediction by Schmid-Bulgadaev of an insulating state for R >> RQ. Our phase diagram approaches that of the damped harmonic oscillator for EJ ≫ EC and deviates from it for EJ ≤ EC. We clarify the role of a dissipative high impedance element on the dynamics of a Josephson junction in the quantum regime and set the stage for a better understanding of phenomena such as dual Shapiro steps, also known as Bloch oscillations.
Keywords: