Des systèmes à deux niveaux (qubits) peuvent être préparés dans des états quantiques arbitraires avec une fidélité extraordinaire. Ceci tient au fait que les deux degrés de liberté du qubit peuvent être manipulés avec un signal classique. L’état quantique d’un résonateur avec son nombre infini de niveaux équidistants est beaucoup plus riche et seulement une petite partie des états possibles sont accesibles avec un signal classique. Nous avons contourné cette limitation en intercalant un qubit supraconducteur de phase entre une source classique et un résonateur micro-ondes. Le qubit sert de pompe à photons uniques (ou même partiels) et nous permet en principe de générer tout état possible dans le résonateur. L’algorithme de préparation [1] est déterministe et généralise la préparation d’états nombres démontrée précédemment [2]. Nous caractérisons les états ainsi préparés en mesurant leur fonction de Wigner, équivalente à la matrice densité, en utilisant de nouveau le qubit, cette fois comme appareil de mesure. Je présenterai des résultats sur différentes superpositions d’états nombres jusqu’à 9 photons.
[1] C. K. Law and J. H. Eberly, Phys. Rev. Lett. 76, 1055-1058 (1996)
[2] Generation of Fock states in a superconducting quantum circuit,
M.Hofheinz, E. M. Weig, M. Ansmann, R. C. Bialczak, E. Lucero, M. Neeley, A. D. O’Connell, H. Wang, J. M. Martinis & A. N. Cleland,
Nature 454, 310-314 (2008).
Department of Physics, University of California, Santa Barbara, California 93106, USA.