Efektiivne versus Floqueti teooria Kerri parameetrilise ostsillaatori jaoks

Efektiivne versus Floqueti teooria Kerri parameetrilise ostsillaatori jaoks

Ajatempel: 25. märts 2024 kell 12

Ignacio García-Mata1, Rodrigo G. Cortiñas2,3, Xu Xiao2, Jorge Chávez-Carlos4, Victor S. Batista5,3, Lea F. Santos4ja Diego A. Wisniacki6

1Instituto de Investigaciones Físicas de Mar del Plata (IFIMAR), Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional de Mar del Plata & CONICET, 7600 Mar del Plata, Argentina
2Rakendusfüüsika ja füüsika osakond, Yale'i ülikool, New Haven, Connecticut 06520, USA
3Yale'i kvantinstituut, Yale'i ülikool, New Haven, Connecticut 06520, USA
4Füüsika osakond, Connecticuti ülikool, Storrs, Connecticut, USA
5Yale'i ülikooli keemiaosakond, PO Box 208107, New Haven, Connecticut 06520-8107, USA
6Departamento de Física “JJ Giambiagi” ja IFIBA, FCEyN, Universidad de Buenos Aires, 1428 Buenos Aires, Argentina

Kas see artikkel on huvitav või soovite arutada? Scite või jätke SciRate'i kommentaar.

Abstraktne

Parameetrilised väravad ja protsessid, mis on konstrueeritud juhitava süsteemi staatilise efektiivse Hamiltoni vaatenurgast, on kvanttehnoloogia kesksel kohal. Staatiliste efektiivsete mudelite tuletamiseks kasutatavad häirivad laiendused ei pruugi aga olla võimelised tõhusalt jäädvustama kogu algse süsteemi asjakohast füüsikat. Selles töös uurime tavapärase madala astme staatilise efektiivse Hamiltoni kehtivuse tingimusi, mida kasutatakse Kerri ostsillaatori kirjeldamiseks pigistusajami all. See süsteem pakub fundamentaalset ja tehnoloogilist huvi. Eelkõige on seda kasutatud Schrödingeri kassi olekute stabiliseerimiseks, millel on rakendusi kvantarvutuseks. Võrdleme efektiivse staatilise Hamiltoni olekuid ja energiaid juhitava süsteemi täpsete Floqueti olekute ja kvaasienergiatega ning määrame parameetrirežiimi, kus need kaks kirjeldust ühtivad. Meie töö toob päevavalgele füüsika, mille tavalised staatilised tõhusad ravimeetodid välja jätavad ja mida saab uurida tipptasemel katsetega.

Tõhus versus Floqueti teooria Kerri parameetrilise ostsillaatori PlatoBlockchain Data Intelligence jaoks. Vertikaalne otsing. Ai.

Esiletõstetud pilt: spekter o ergastusenergiad ja vastavad kvaasienergiad staatilise efektiivse Hamiltoni (must) ja Floqueti operaatori (oranž) jaoks. Kaks näidet: üks, kus staatiline efektiivne kirjeldus töötab ideaalselt, ja teine, kus see ei tööta. Kvantifitseerime selle mittelineaarsuse parameetrite $g_3$ ja $g_4$ funktsioonina ning esitame parameetrite kaardi.

Populaarne kokkuvõte

Käitavate mittelineaarsete (Kerri) ostsillaatoritega loodud kubitid, näiteks olemasolevate kvantarvutite transmon-kubitid, on kaitstud teatud dekoherentsiallikate eest. Üldine lähenemisviis selle süsteemi omaduste mõistmiseks on selle Hamiltoni staatilise efektiivse lähenduse kaalumine. Kõigil lähendustel on aga piirid. Meie töö paljastab need piirid ja pakub parameetrite piirkonnad, kus staatiline efektiivne kirjeldus kehtib. Need teadmised on väga olulised tulevaste eksperimentaalsete seadistuste jaoks, mis plaanivad kiiremate väravate saavutamiseks mittelineaarsust suurematele väärtustele tõsta.

► BibTeX-i andmed

► Viited

[1] PL Kapitza, Nõukogude Phys. JETP 21, 588–592 (1951).

[2] LD Landau ja EM Lifshitz, Mehaanika: 1. köide, kd. 1 (Butterworth-Heinemann, 1976).

[3] J. Venkatraman, X. Xiao, RG Cortiñas, A. Eickbusch ja MH Devoret, Phys. Rev. Lett. 129, 100601 (2022a).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.129.100601

[4] Z. Wang ja AH Safavi-Naeini, "Floquet $0-pi$ qubit kvantkontroll ja mürakaitse" (2023), arXiv:2304.05601 [quant-ph].
arXiv: 2304.05601

[5] W. Paul, Rev. Mod. Phys. 62, 531 (1990).
https://​/​doi.org/​10.1103/​RevModPhys.62.531

[6] N. Goldman ja J. Dalibard, Phys. Rev. X 4, 031027 (2014).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.4.031027

[7] DJ Wineland, Rev. Mod. Phys. 85, 1103 (2013).
https://​/​doi.org/​10.1103/​RevModPhys.85.1103

[8] CD Bruzewicz, J. Chiaverini, R. McConnell ja JM Sage, Applied Physics Reviews 6, 021314 (2019).
https://​/​doi.org/​10.1063/​1.5088164

[9] W. Magnus, Commun Pure Appl Math 7, 649 (1954).
https://​/​doi.org/​10.1002/​cpa.3160070404

[10] F. Fer, Bull. Classe Sci. Acad. R. Bel. 21, 818 (1958).

[11] RR Ernst, G. Bodenhausen ja A. Wokaun, Tuumamagnetresonantsi põhimõtted ühes ja kahes mõõtmes (Oxford University Press, Oxford, 1994).

[12] U. Haeberlen, Kõrge eraldusvõimega NMR tahkete ainete selektiivne keskmistamine: Supplement 1 Advances in Magnetic Resonance, Advances in Magnetic Resonance. Täiendus (Elsevier Science, 2012).
https://​/​books.google.com.br/​books?id=z_V-5uCpByAC

[13] RM Wilcox, J. Math. Phys. 8, 962 (1967).
https://​/​doi.org/​10.1063/​1.1705306

[14] X. Xiao, J. Venkatraman, RG Cortiñas, S. Chowdhury ja MH Devoret, "Skeemiline meetod juhitavate mittelineaarsete ostsillaatorite efektiivse Hamiltoni arvutamiseks" (2023), arXiv: 2304.13656 [kvant-ph].
arXiv: 2304.13656

[15] M. Marthaler ja MI Dykman, Phys. Rev. A 73, 042108 (2006).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.73.042108

[16] M. Marthaler ja MI Dykman, Phys. Rev. A 76, 010102 (2007).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.76.010102

[17] M. Dykman, Fluctuating nonlinear oscillators: from nanomechanics to kvant superconducting circuits (Oxford University Press, 2012).

[18] W. Wustmann ja V. Shumeiko, Phys. Rev. B 87, 184501 (2013).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevB.87.184501

[19] P. Krantz, A. Bengtsson, M. Simoen, S. Gustavsson, V. Shumeiko, W. Oliver, C. Wilson, P. Delsing ja J. Bylander, Nature communications 7, 11417 (2016).
https://​/​doi.org/​10.1038/​ncomms11417

[20] N. Frattini, U. Vool, S. Shankar, A. Narla, K. Sliwa ja M. Devoret, App. Phys. Lett. 110, 222603 (2017).
https://​/​doi.org/​10.1063/​1.4984142

[21] PT Cochrane, GJ Milburn ja WJ Munro, Phys. Rev. A 59, 2631 (1999).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.59.2631

[22] H. Goto, Scientific Reports 6, 21686 (2016).
https://​/​doi.org/​10.1038/​srep21686

[23] H. Goto, Journal of the Physical Society of Japan 88, 061015 (2019).
https://​/​doi.org/​10.7566/​JPSJ.88.061015

[24] H. Goto ja T. Kanao, Phys. Rev. Research 3, 043196 (2021).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.043196

[25] S. Puri, L. St-Jean, JA Gross, A. Grimm, NE Frattini, PS Iyer, A. Krishna, S. Touzard, L. Jiang, A. Blais, ST Flammia ja SM Girvin, Sci. Adv. 6, 5901 (2020).
https://​/​doi.org/​10.1126/​sciadv.aay5901

[26] B. Wielinga ja GJ Milburn, Phys. Rev. A 48, 2494 (1993).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.48.2494

[27] J. Chávez-Carlos, TL Lezama, RG Cortiñas, J. Venkatraman, MH Devoret, VS Batista, F. Pérez-Bernal ja LF Santos, npj Quantum Information 9, 76 (2023).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-023-00745-1

[28] MAP Reynoso, DJ Nader, J. Chávez-Carlos, BE Ordaz-Mendoza, RG Cortiñas, VS Batista, S. Lerma-Hernández, F. Pérez-Bernal ja LF Santos, „Kvanttunnelite rajamine ja raudteeületuskohad pigistatavates tingimustes Kerr ostsillaator,” (2023), arXiv: 2305.10483 [kvant-ph].
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.108.033709
arXiv: 2305.10483

[29] Z. Wang, M. Pechal, EA Wollack, P. Arrangoiz-Arriola, M. Gao, NR Lee ja AH Safavi-Naeini, Phys. Rev. X 9, 021049 (2019).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.9.021049

[30] A. Grimm, NE Frattini, S. Puri, SO Mundhada, S. Touzard, M. Mirrahimi, SM Girvin, S. Shankar ja MH Devoret, Nature 584, 205 (2020).
https://​/​doi.org/​10.1038/​s41586-020-2587-z

[31] J. Venkatraman, RG Cortinas, NE Frattini, X. Xiao ja MH Devoret, "Kahekaevuga barjääri all olevate tunneliteede kvanthäired" (2022b), arXiv: 2211.04605 [kvant-ph].
https://​/​doi.org/​10.48550/​ARXIV.2211.04605
arXiv: 2211.04605

[32] D. Iyama, T. Kamiya, S. Fujii, H. Mukai, Y. Zhou, T. Nagase, A. Tomonaga, R. Wang, J.-J. Xue, S. Watabe, S. Kwon ja J.-S. Tsai, "Kvanthäirete vaatlemine ja manipuleerimine ülijuhtivas Kerri parameetrilises ostsillaatoris" (2023), arXiv: 2306.12299 [kvant-ph].
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-023-44496-1
arXiv: 2306.12299

[33] NE Frattini, RG Cortiñas, J. Venkatraman, X. Xiao, Q. Su, CU Lei, BJ Chapman, VR Joshi, S. Girvin, RJ Schoelkopf jt, arXiv preprint arXiv:2209.03934 (2022).
arXiv: 2209.03934

[34] J. Koch, TM Yu, J. Gambetta, AA Houck, DI Schuster, J. Majer, A. Blais, MH Devoret, SM Girvin ja RJ Schoelkopf, Phys. Rev. A 76, 042319 (2007).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.76.042319

[35] SM Girvin, Proceedings of the Les Houches Summer School on Quantum Machines, toimetanud BHMH Devoret, RJ Schoelkopf ja L. Cugliándolo (Oxford University Press Oxford, Oxford, UK, 2014), lk 113–256.

[36] S. Puri, S. Boutin ja A. Blais, npj Quantum Information 3, 1 (2017).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-017-0019-1

[37] C. Chamberland, K. Noh, P. Arrangoiz-Arriola, ET Campbell, CT Hann, J. Iverson, H. Putterman, TC Bohdanowicz, ST Flammia, A. Keller, G. Refael, J. Preskill, L. Jiang, AH Safavi-Naeini, O. Painter ja FG Brandão, PRX Quantum 3, 010329 (2022), väljaandja: American Physical Society.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PRXQuantum.3.010329

[38] D. Ruiz, R. Gautier, J. Guillaud ja M. Mirrahimi, Phys. Rev. A 107, 042407 (2023).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.107.042407

[39] R. Gautier, A. Sarlette ja M. Mirrahimi, PRX Quantum 3, 020339 (2022).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PRXQuantum.3.020339

[40] H. Putterman, J. Iverson, Q. Xu, L. Jiang, O. Painter, FG Brandão ja K. Noh, Phys. Rev. Lett. 128, 110502 (2022), väljaandja: American Physical Society.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.128.110502

[41] JH Shirley, Phys. Rev. 138, B979 (1965).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRev.138.B979

[42] V. Sivak, N. Frattini, V. Joshi, A. Lingenfelter, S. Shankar ja M. Devoret, Phys. Rev. Applied 11, 054060 (2019).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevApplied.11.054060

[43] DA Wisniacki, Europhysics Lett. 106, 60006 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1209/​0295-5075/​106/​60006

[44] M. Mirrahimi, Z. Leghtas, VV Albert, S. Touzard, RJ Schoelkopf, L. Jiang ja MH Devoret, New Journal of Physics 16, 045014 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​16/​4/​045014

[45] LF Santos, M. Távora ja F. Pérez-Bernal, Phys. Rev. A 94, 012113 (2016).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.94.012113

[46] F. Evers ja AD Mirlin, Rev. Mod. Phys. 80, 1355 (2008).
https://​/​doi.org/​10.1103/​RevModPhys.80.1355

[47] MI Dykman ja MA Krivoglaz, Physica Status Solidi (B) 68, 111 (1975).
https://​/​doi.org/​10.1002/​pssb.2220680109

[48] J. Venkatraman, X. Xiao, RG Cortiñas ja MH Devoret, "Piristatud Kerri ostsillaatori staatilisest efektiivsest Lindbladianist" (2022c), arXiv: 2209.11193 [kvant-ph].
arXiv: 2209.11193

[49] J. Chávez-Carlos, RG Cortiñas, MAP Reynoso, I. García-Mata, VS Batista, F. Pérez-Bernal, DA Wisniacki ja LF Santos, "Superjuhtivate qubitide juhtimine kaosesse" (2023), arXiv:2310.17698 kvant-ph].
arXiv: 2310.17698

[50] I. García-Mata, E. Vergini ja DA Wisniacki, Phys. Rev. E 104, L062202 (2021).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevE.104.L062202

Viidatud

[1] Taro Kanao ja Hayato Goto, "Kiired elementaarväravad universaalseks kvantarvutuseks Kerri parameetriliste ostsillaatori kubitidega", Physical Review Research 6 1, 013192 (2024).

[2] Francesco Iachello, Rodrigo G. Cortiñas, Francisco Pérez-Bernal ja Lea F. Santos, "Pigistatava Kerri ostsillaatori sümmeetriad", Journal of Physics A Mathematical General 56 49, 495305 (2023).

[3] Jorge Chávez-Carlos, Miguel A. Prado Reynoso, Ignacio García-Mata, Victor S. Batista, Francisco Pérez-Bernal, Diego A. Wisniacki ja Lea F. Santos, "Superjuhtivate qubitide juhtimine kaosesse", arXiv: 2310.17698, (2023).

Ülaltoodud tsitaadid on pärit SAO/NASA KUULUTUSED (viimati edukalt värskendatud 2024-03-26 04:33:25). Loend võib olla puudulik, kuna mitte kõik väljaandjad ei esita sobivaid ja täielikke viiteandmeid.

On Crossrefi viidatud teenus teoste viitamise andmeid ei leitud (viimane katse 2024-03-26 04:33:23).

See raamat on avaldatud Quantum all Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) litsents. Autoriõigus jääb algsetele autoriõiguste valdajatele, näiteks autoritele või nende institutsioonidele.

Ajatempel:

Veel alates Quantum Journal