Landau–Zener transitions and Rabi oscillations in a Cooper-pair box: beyond two-level models

Анотація

Вивчено квантові інтерференційні ефекти в надпровідному транзисторі з урахуванням можливості тунелювання однієї або двох куперівських пар. Квантову динаміку системи проаналізовано в рамках трирівневої моделі. Розраховано ймовірності Ландау–Зинера в разі лінійної за часом зміни заряду на затворі, а також досліджено осциляції Рабі в три-рівневій системи з періодичним накачуванням в умовах резонансу й поза резонансу. Показано, що ймовірності Ландау–Зинера можуть бути розглянуті в двох режимах, що характеризуються ступінчасто- та биттяподібною поведінкою ймовір-ності. Перехід між режимами здійснюється за допомогою контролю відношення між двома характерними часами в задачі. Продемонстровано, що в трирівневій системи з періодичним накачуванням за умови, коли прямі переходи між певними парами рівнів дозволено, проблема може бути зведена до дворівневої моделі Рабі. У разі, коли прямі переходи між парами рівнів заборонено, передбачено нерезонансні осциляції Рабі, які включають процеси тунелювання другого порядку. Передбачений ефект може бути виявлений за допомогою вимірювання відносної заселеності станів транзистора з тією ж парністю.