Cообщается о результатах исследования сверхпроводникового потокового квантового бита (кубита) в ква-зидисперсионном режиме, когда частота пробного сигнала меньше, но тем не менее близка к частоте возбуж-дения кубита. В этом режиме, в отличие от известных экспериментов, взаимодействие кубита с волноводом приводит не только к смещению резонансной частоты, что характерно для дисперсионного режима, но также к заметному уширению резонансной линии, обусловленному спонтанным излучением кубита. Это позволяет на основе анализа амплитудно-частотной характеристики сигнала прохождения определить при одночастот-ном возбуждении характерные параметры кубита, индуктивно связанного с копланарным резонатором.Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках проекта № 16-19-10069. ВведениеВ настоящее время, благодаря развитию тонкопле-ночных технологий, достигнут существенный прогресс в создании широкого класса твердотельных гибридных структур, содержащих на одном чипе одну или несколь-ко макроскопических двухуровневых систем, встроен-ных в высокодобротный микроволновой резонатор [1]. Такие системы получили в литературе название искус-ственных атомов, или кубитов, поскольку при опреде-ленных условиях они проявляют квантовые свойства, присущие обычным атомам [2].Настоящая работа посвящена исследованию одного класса таких искусственных атомов -сверхпровод-никовому потоковому кубиту (СПК) [3]. Такой кубит представляет собой сверхпроводниковую петлю, замкну-тую тремя или четырьмя джозефсоновскими контактами, критический ток одного из которых примерно на 20% меньше критического тока остальных контактов. Это приводит к образованию двухуровневой системы с энер-гетической щелью, лежащей в гигагерцовой области ча-стот. На данном этапе СПК является наиболее перспек-тивным кандидатом в качестве элементной базы твердо-тельного квантового процессора. Здесь важно отметить, что, в отличие от обычных атомов, величиной энергети-ческой щели СПК сравнительно легко управлять с помо-щью внешнего магнитного поля, приложенного к петле кубита. Другой важной особенностью, которая отличает СПК от обычных атомов, является то, что, вследствие технологического разброса параметров, СПК в принципе не идентичны, что следует учитывать при создании на их основе квантовых твердотельных метаматериалов [4].

В работе с помощью метода неэрмитового гамильтониана исследовано прохождение одиночного фотона в одномерном волноводе, взаимодействующем с резонатором, содержащим произвольное число фотонов, и двухуровневый искусственный атом, с учетом релаксации последнего. Получены аналитические выражения для транспортных коэффициентов, в явном виде учитывающие параметр релаксации кубита. Форма коэффициента прохождения (отражения), когда в резонаторе находится более одного фотона, качественно отличается от однофотонного резонатора, и содержит в себе проявление эффекта фотонной блокады. Bремя жизни кубита зависит от числа фотонов в резонаторе.Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 16-19-10069.)