اثربخشی در مقابل نظریه فلوکه برای نوسانگر پارامتری کر

اثربخشی در مقابل نظریه فلوکه برای نوسانگر پارامتری کر

تمبر زمان: 25 مارس 2024، 12:28 بعد از ظهر

ایگناسیو گارسیا ماتا1رودریگو جی. کورتیناس2,3، شو شیائو2خورخه چاوز-کارلوس4ویکتور اس. باتیستا5,3لیا اف سانتوس4و دیگو آ. ویسنیاکی6

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
2گروه فیزیک و فیزیک کاربردی، دانشگاه ییل، نیوهیون، کانکتیکات 06520، ایالات متحده آمریکا
3موسسه کوانتومی ییل، دانشگاه ییل، نیوهیون، کانکتیکات 06520، ایالات متحده آمریکا
4گروه فیزیک، دانشگاه کانکتیکات، استورز، کانکتیکات، ایالات متحده آمریکا
5گروه شیمی، دانشگاه ییل، صندوق پستی 208107، نیوهیون، کانکتیکات 06520-8107، ایالات متحده آمریکا
6Departamento de Física "JJ Giambiagi" و IFIBA، FCEyN، دانشگاه بوئنوس آیرس، 1428 بوئنوس آیرس، آرژانتین

این مقاله را جالب می دانید یا می خواهید بحث کنید؟ SciRate را ذکر کنید یا در SciRate نظر بدهید.

چکیده

گیت‌ها و فرآیندهای پارامتریک مهندسی‌شده از منظر همیلتونی مؤثر استاتیکی یک سیستم رانده، مرکزی برای فناوری کوانتومی هستند. با این حال، بسط های آشفته استفاده شده برای استخراج مدل های موثر استاتیک ممکن است نتوانند به طور موثر تمام فیزیک مربوط به سیستم اصلی را ثبت کنند. در این کار، ما شرایط اعتبار همیلتونین مؤثر استاتیکی مرتبه پایین را که برای توصیف یک نوسان ساز کر تحت یک درایو فشرده استفاده می شود، بررسی می کنیم. این سیستم مورد توجه بنیادی و فناوری است. به طور خاص، از آن برای تثبیت حالت‌های گربه شرودینگر، که کاربردهایی برای محاسبات کوانتومی دارند، استفاده شده است. ما حالت‌ها و انرژی‌های همیلتونین ایستا مؤثر را با حالت‌های Floquet دقیق و شبه انرژی‌های سیستم رانده مقایسه می‌کنیم و رژیم پارامتری را تعیین می‌کنیم که در آن دو توصیف مطابقت دارند. کار ما فیزیک‌هایی را آشکار می‌کند که توسط درمان‌های استاتیک مؤثر معمولی کنار گذاشته شده‌اند و می‌توان آن‌ها را با آزمایش‌های پیشرفته کشف کرد.

تئوری موثر در مقابل فلوکت برای نوسانگر پارامتری کر، هوش داده پلاتو بلاک چین. جستجوی عمودی Ai.

تصویر ویژه: انرژی‌های تحریک طیف o و شبه انرژی‌های مربوطه برای همیلتونین موثر ساکن (سیاه) و عملگر Floquet (نارنجی). دو مثال: یکی که در آن توصیف موثر ثابت به خوبی کار می کند، و دیگری که در آن چنین نیست. ما این را به عنوان تابعی از پارامتر غیرخطی $g_3$ و $g_4$ تعیین می کنیم و یک نقشه پارامتر ارائه می دهیم.

خلاصه محبوب

کیوبیت‌های ایجاد شده با نوسان‌گرهای غیرخطی (Kerr) مانند کیوبیت‌های ترانسمون در رایانه‌های کوانتومی موجود، در برابر برخی منابع ناهمدوسی محافظت می‌شوند. یک رویکرد رایج برای درک خواص این سیستم، در نظر گرفتن یک تقریب موثر ایستا از همیلتونی آن است. با این حال، همه تقریب ها محدودیت هایی دارند. کار ما این محدودیت‌ها را آشکار می‌کند و پارامترهای مناطقی را که در آن توصیف مؤثر ثابت وجود دارد، ارائه می‌کند. این دانش برای راه‌اندازی‌های آزمایشی آینده که قصد دارند غیرخطی‌ها را به مقادیر بزرگ‌تر برای دستیابی به دروازه‌های سریع‌تر سوق دهند، بسیار مهم است.

► داده های BibTeX

◄ مراجع

[1] PL Kapitza، فیزیک شوروی. JETP 21, 588–592 (1951).

[2] LD Landau و EM Lifshitz, Mechanics: Volume 1, Vol. 1 (Butterworth-Heinemann، 1976).

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

[4] Z. Wang و AH Safavi-Naeini، "کنترل کوانتومی و حفاظت از نویز یک Floquet $0-pi$ کیوبیت،" (2023)، arXiv:2304.05601 [quant-ph].
arXiv: 2304.05601

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

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

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

[8] CD Bruzewicz، J. Chiaverini، R. McConnell، و 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] اف.فر، بول. کلاس علمی آکادمی R. Bel. 21, 818 (1958).

[11] RR Ernst، G. Bodenhausen و A. Wokaun، اصول تشدید مغناطیسی هسته ای در یک و دو بعد (انتشارات دانشگاه آکسفورد، آکسفورد، 1994).

[12] U. Haeberlen، NMR با وضوح بالا در جامدات انتخابی میانگین: مکمل 1 پیشرفت در تشدید مغناطیسی، پیشرفت در رزونانس مغناطیسی. مکمل (Elsevier Science، 2012).
https://books.google.com.br/​books?id=z_V-5uCpByAC

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

[14] X. Xiao، J. Venkatraman، RG Cortiñas، S. Chowdhury، و MH Devoret، "یک روش نموداری برای محاسبه همیلتونی موثر نوسانگرهای غیرخطی رانده،" (2023)، arXiv: 2304.13656 [quant-ph].
arXiv: 2304.13656

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

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

[17] M. Dykman، نوسانگرهای غیرخطی نوسانی: از نانو مکانیک تا مدارهای ابررسانای کوانتومی (انتشارات دانشگاه آکسفورد، 2012).

[18] W. Wustmann و 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، and J. Bylander، Nature communications 7، 11417 (2016).
https://doi.org/10.1038/ncomms11417

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

[21] PT Cochrane، GJ Milburn، و 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، مجله انجمن فیزیکی ژاپن 88، 061015 (2019).
https://doi.org/​10.7566/​JPSJ.88.061015

[24] H. Goto و 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. Tozard، L. Jiang، A. Blais، ST Flammia، و SM Girvin، Sci. Adv. 6, 5901 (2020).
https://doi.org/​10.1126/​sciadv.aay5901

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

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

[28] نقشه رینوسو، دی‌جی نادر، جی. چاوز-کارلوس، بی‌ای اورداز-مندوزا، آر جی کورتیناس، در مقابل باتیستا، اس. لرما-هرناندز، اف. پرز-برنال و ال‌اف سانتوس، «تونل‌سازی کوانتومی و تقاطع‌های همسطح در فشار رانده نوسانگر کر،» (2023)، arXiv:2305.10483 [quant-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، و 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. Tozard، M. Mirrahimi، SM Girvin، S. Shankar، و MH Devoret، Nature 584، 205 (2020).
https://doi.org/​10.1038/​s41586-020-2587-z

[31] J. Venkatraman، RG Cortinas، NE Frattini، X. Xiao، و MH Devoret، "تداخل کوانتومی مسیرهای تونل زنی تحت یک مانع دو چاهی"، (2022b)، arXiv:2211.04605 [quant-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، و J.-S. Tsai، "مشاهده و دستکاری تداخل کوانتومی در یک نوسان ساز پارامتری کر ابررسانا"، (2023)، arXiv:2306.12299 [quant-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, et al., 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، و RJ Schoelkopf، Phys. Rev. A 76, 042319 (2007).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevA.76.042319

[35] SM Girvin، در مجموعه مقالات مدرسه تابستانی Les Houches در ماشین های کوانتومی، ویرایش شده توسط BHMH Devoret، RJ Schoelkopf و L. Cugliándolo (انتشارات دانشگاه آکسفورد آکسفورد، آکسفورد، انگلستان، 2014) صفحات 113-256.

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

[37] سی. چمبرلند، کی. نو، پی. آرانگوئیز-آریولا، ای تی کمپل، سی‌تی هان، جی. آیورسون، اچ. پوترمن، تی سی بوهدانوویچ، اس‌تی فلامیا، آ. کلر، جی رافائل، جی. پرسکیل، ال. جیانگ، AH Safavi-Naeini, O. Painter, and FG Brandão, PRX Quantum 3, 010329 (2022)، ناشر: American Physical Society.
https://doi.org/​10.1103/​PRXQuantum.3.010329

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

[39] R. Gautier، A. Sarlette و 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, and K. Noh, Phys. کشیش لِت 128، 110502 (2022)، ناشر: American Physical Society.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.128.110502

[41] جی اچ شرلی، فیزیک. Rev. 138, B979 (1965).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRev.138.B979

[42] V. Sivak، N. Frattini، V. Joshi، A. Lingenfelter، S. Shankar، و 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, and MH Devoret, New Journal of Physics 16, 045014 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​16/​4/​045014

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

[46] F. Evers و A. D. Mirlin، Rev. Mod. فیزیک 80, 1355 (2008).
https://doi.org/​10.1103/​RevModPhys.80.1355

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

[48] J. Venkatraman، X. Xiao، RG Cortiñas، و MH Devoret، "درباره لیندبلادیان موثر ساکن نوسان ساز کر فشرده"، (2022c)، arXiv:2209.11193 [quant-ph].
arXiv: 2209.11193

[49] J. Chavez-Carlos، RG Cortiñas، MAP Reynoso، I. García-Mata، VS Batista، F. Pérez-Bernal، DA Wisniacki، و LF Santos، "Driving the superconducting qubits into an chaos" (2023)، arXiv:2310.17698. quant-ph].
arXiv: 2310.17698

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

ذکر شده توسط

[1] تارو کانائو و هایاتو گوتو، "دروازه های ابتدایی سریع برای محاسبات کوانتومی جهانی با کیوبیت های نوسانگر پارامتری کر"، تحقیقات مروری فیزیکی 6 1، 013192 (2024).

[2] فرانچسکو یاچلو، رودریگو جی. کورتیناس، فرانسیسکو پرز-برنال، و لیا اف. سانتوس، "تقارن نوسانگر کر تحت فشار،" مجله فیزیک یک ریاضی عمومی 56 49, 495305 (2023).

[3] خورخه چاوز-کارلوس، میگل آ. پرادو رینوسو، ایگناسیو گارسیا-ماتا، ویکتور اس. باتیستا، فرانسیسکو پرز-برنال، دیگو آ. ویسنیاکی، و لیا اف. سانتوس، "سوق دادن کیوبیت های ابررسانا به سوی هرج و مرج". arXiv: 2310.17698, (2023).

نقل قول های بالا از SAO/NASA Ads (آخرین به روز رسانی با موفقیت 2024-03-26 04:33:25). فهرست ممکن است ناقص باشد زیرا همه ناشران داده های استنادی مناسب و کاملی را ارائه نمی دهند.

On سرویس استناد شده توسط Crossref هیچ داده ای در مورد استناد به آثار یافت نشد (آخرین تلاش 2024-03-26 04:33:23).

این مقاله در Quantum تحت عنوان منتشر شده است Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) مجوز. حق چاپ نزد دارندگان حق چاپ اصلی مانند نویسندگان یا مؤسسات آنها باقی می ماند.

تمبر زمان:

بیشتر از مجله کوانتومی