MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798286443611
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI31843363
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530.1
■1001  ▼aJoshi,  Vidul.
■24510▼aQuantum  Zeno  Effect  on  the  Decay  of  a  Single  Microwave  Photon
■260    ▼a[Sl]▼bYale  University▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a124  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-12,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Devoret,  Michel  H.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Yale  University,  2025.
■520    ▼aQuantum  mechanics  and  classical  physics  differ  fundamentally  when  it  comes  to  measurement.  In  classical  physics,  measurement  is  nonintrusive,  which  means  the  act  of  measurement  does  not  disturb  the  state  of  the  system.  In  quantum  mechanics,  however,  measurement  is  often  invasive,  meaning  the  act  of  measurement  has  a  back  action  on  the  system's  state.  This  difference  is  illustrated  to  its  full  extent  by  the  quantum  Zeno  effect,  where  the  evolution  of  a  quantum  system  is  inhibited  when  it  is  repeatedly  measured.  The  system  is  repeatedly  projected  into  an  eigenstate  of  the  measurement  operator,  preventing  its  natural  evolution.In  theory,  the  quantum  Zeno  effect  should  slow  down  both  the  unitary  evolution  of  quantum  systems  as  well  as  the  non  unitary  evolution  where  a  quantum  system  is  interacting  with  an  environment.  In  practice,  however,  the  quantum  Zeno  effect  is  rarely  observed  in  the  latter  case,  where  the  decay  of  a  quantum  losing  energy  to  the  environment  is  slowed  down  by  frequent  measurements.  This  is  because  more  often  than  not,  the  rate  of  measurements  is  too  slow  compared  to  the  time  at  which  of  environmental  correlatiions  die.  This  raises  the  question:  under  what  conditions  can  the  quantum  Zeno  effect  actually  slow  down  the  decay  of  an  open  quantum  system?  In  this  thesis,  we  demonstrate  how  the  quantum  Zeno  effect  slows  down  the  decay  of  a  microwave  photon  in  a  superconducting  resonator.  The  experiment  is  performed  in  a  circuit  quantum  electrodynamics  (cQED)  setup  that  enables  precise  control  over  quantum  systems  with  several  interacting  degrees  of  freedom.A  photon  is  loaded  into  a  superconducting  resonator,  where  it  decays  through  a  controlled  loss  channel,  allowing  us  to  tune  the  bandwidth  of  the  environment  interacting  with  the  photon.  To  measure  the  decay  of  the  photon  and  observe  its  slowing  down,  we  use  a  transmon  dispersively  coupled  to  the  resonator.The  quantum  Zeno  effect  appears  when  the  measurement  rate  exceeds  the  memory  time  of  the  environment.  Our  results  show  that  this  effect  arises  from  the  competition  between  two  dissipative  processes:  photon  decay  and  measurement-induced  back  action.  By  tuning  both  the  measurement  rate,  and  the  line-width  of  the  environment,  we  can  make  the  measurement  back  action  win  this  competition  and  successfully  observe  the  Zeno  effect.At  the  highest  possible  measurement  rate,  the  decay  rate  of  the  photon  is  slowed  down  by  a  factor  of  7.The  experiment  requires  us  to  tune  several  processes  simultaneously,  which  occur  on  time  scales  spanning  three  orders  of  magnitude.The  results  of  this  thesis  how  circuit  QED  can  be  used  to  investigate  fundamental  quantum  phenomena,  providing  insight  into  the  complex  interplay  between  measurement  and  dissipation  in  quantum  systems.
■590    ▼aSchool  code:  0265.
■650  4▼aQuantum  physics
■650  4▼aCondensed  matter  physics
■650  4▼aElectrical  engineering
■653    ▼aCircuit  QED
■653    ▼aQuantum  Zeno  effect
■653    ▼aSuperconducting  qubit
■690    ▼a0599
■690    ▼a0544
■690    ▼a0611
■71020▼aYale  University▼bApplied  Physics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-12B.
■790    ▼a0265
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17356675▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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