The interaction between matter and light represents a fundamental process in physics. In this thesis, we investigate both theoretically and experimentally such a process pursuing three different paths, which are all related to the realm of superconducting circuit quantum electrodynamics (QED). First, we present experimental results on the measurement of the statistical properties of vacuum fluctuations at microwave frequencies. This is realized by means of a cross-correlation homodyne detection scheme, which we have developed. Second, we propose the implementation of a two-resonator circuit QED setup, where two resonators are coupled to one superconducting qubit. Third, we study the symmetry properties and selection rules of a circuit QED system based on a flux qubit and analyze the upconversion dynamics associated with a two-photon Jaynes-Cummings-type interaction.     «

The interaction between matter and light represents a fundamental process in physics. In this thesis, we investigate both theoretically and experimentally such a process pursuing three different paths, which are all related to the realm of superconducting circuit quantum electrodynamics (QED). First, we present experimental results on the measurement of the statistical properties of vacuum fluctuations at microwave frequencies. This is realized by means of a cross-correlation homodyne detection...     »

Die Licht-Materie-Wechselwirkung stellt einen grundlegenden physikalischen Prozess dar. In der vorliegenden Arbeit wird dieser Prozess sowohl theoretisch als auch experimentell mit drei verschiedenen Ansätzen untersucht, die alle in den Bereich der Quantenelektrodynamik (QED) mit supraleitenden Schaltkreisen fallen. Es werden zuerst experimentelle Ergebnisse zur Messung der statistischen Eigenschaften von Vakuumfluktuationen im Mikrowellenbereich vorgestellt, die mit einem in dieser Arbeit entwickelten Kreuzkorrelationshomodynempfänger erhalten wurden. Desweiteren wird die Implementierung eines auf zwei Resonatoren basierenden QED-Systems vorgeschlagen, bei dem zwei Mikrowellenresonatoren an ein supraleitendes Quantenbit gekoppelt werden. Schließlich wurden die Symmetrieeigenschaften und die Auswahlregeln eines auf einem Fluss-Quantenbit basierenden QED-Systems untersucht und damit die Dynamik des Aufwärtsmischens analysiert, das mit einer Jaynes-Cummings-artigen, Zweiphotonen-Wechselwirkung verknüpft ist.     «

Die Licht-Materie-Wechselwirkung stellt einen grundlegenden physikalischen Prozess dar. In der vorliegenden Arbeit wird dieser Prozess sowohl theoretisch als auch experimentell mit drei verschiedenen Ansätzen untersucht, die alle in den Bereich der Quantenelektrodynamik (QED) mit supraleitenden Schaltkreisen fallen. Es werden zuerst experimentelle Ergebnisse zur Messung der statistischen Eigenschaften von Vakuumfluktuationen im Mikrowellenbereich vorgestellt, die mit einem in dieser Arbeit entw...     »