Putting mechanics into circuit quantum electrodynamics

We review the use of mechanical oscillators in circuit quantum electrodynamics. The capacitive coupling of nano-electromechanical systems with quantum bits and superconducting microwave resonators gives rise to a rich quantum physics involving electrons, photons and phonons. We focus in particular on the linear coupling between a mechanical oscillator and a microwave resonator and present the quantum dynamics that stems from the phonotonic Josephson junction. The microwave cavity turns out to be a powerful device to detect quantum phonon states and manipulate entangled states between phonons and photons.

RésuméNous étudions lʼutilisation des oscillateurs mécaniques dans le domaine de lʼélectrodynamique quantique en circuit. Le couplage capacitif des nano-systèmes électro-mécaniques avec des bits quantiques et des résonateurs supraconducteurs micro-ondes donne lieu à une physique riche mettant en jeu les électrons, les photons et les phonons. Nous nous intéressons en particulier au couplage linéaire entre un oscillateur mécanique et un résonateur micro-onde et nous présentons la physique de la jonction phonotonique. La cavité micro-onde sʼavère être un dispositif efficace pour détecter des états quantiques de phonons et manipuler des états intriqués entre phonons et photons.