Teoria efficace contro Floquet per l'oscillatore parametrico di Kerr

Teoria efficace contro Floquet per l'oscillatore parametrico di Kerr

Timestamp: 25 marzo 2024 12:28

Ignacio Garcia-Mata1, Rodrigo G. Cortiñas2,3, Xu Xiao2, Jorge Chavez-Carlos4, Vittorio S. Batista5,3, Lea F. Santos4e 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
2Dipartimento di Fisica Applicata e Fisica, Yale University, New Haven, Connecticut 06520, USA
3Yale Quantum Institute, Università di Yale, New Haven, Connecticut 06520, USA
4Dipartimento di Fisica, Università del Connecticut, Storrs, Connecticut, USA
5Dipartimento di Chimica, Università di Yale, PO Box 208107, New Haven, Connecticut 06520-8107, USA
6Departamento de Física “JJ Giambiagi” e IFIBA, FCEyN, Universidad de Buenos Aires, 1428 Buenos Aires, Argentina

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Astratto

Porte parametriche e processi progettati dal punto di vista dell’Hamiltoniana statica effettiva di un sistema guidato sono fondamentali per la tecnologia quantistica. Tuttavia, le espansioni perturbative utilizzate per derivare modelli statici efficaci potrebbero non essere in grado di catturare in modo efficiente tutta la fisica rilevante del sistema originale. In questo lavoro, indaghiamo le condizioni per la validità della consueta hamiltoniana statica efficace di basso ordine utilizzata per descrivere un oscillatore di Kerr sottoposto a squeezing drive. Questo sistema è di interesse fondamentale e tecnologico. In particolare, è stato utilizzato per stabilizzare gli stati del gatto di Schrödinger, che hanno applicazioni per l’informatica quantistica. Confrontiamo gli stati e le energie dell'Hamiltoniana statica effettiva con gli esatti stati di Floquet e le quasi-energie del sistema guidato e determiniamo il regime dei parametri in cui le due descrizioni concordano. Il nostro lavoro porta alla luce la fisica che è stata tralasciata dai trattamenti statici efficaci e che può essere esplorata mediante esperimenti all’avanguardia.

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Immagine in primo piano: Spettro delle energie di eccitazione e rispettive quasi energie per l'Hamiltoniana effettiva statica (nero) e l'operatore Floquet (arancione). Due esempi: uno in cui la descrizione statica effettiva funziona perfettamente e uno in cui no. Quantifichiamo questo in funzione del parametro di non linearità $g_3$ e $g_4$ e forniamo una mappa dei parametri.

Riepilogo popolare

I qubit creati con oscillatori non lineari (Kerr), come i qubit transmon nei computer quantistici esistenti, sono protetti da alcune fonti di decoerenza. Un approccio comune per comprendere le proprietà di questo sistema è considerare un'approssimazione statica efficace della sua Hamiltoniana. Tuttavia, tutte le approssimazioni hanno dei limiti. Il nostro lavoro espone questi limiti e fornisce i parametri delle regioni in cui vale la descrizione statica effettiva. Questa conoscenza è molto importante per le future configurazioni sperimentali che prevedono di spingere le non linearità a valori più grandi per ottenere cancelli più veloci.

► dati BibTeX

► Riferimenti

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Citato da

[1] Taro Kanao e Hayato Goto, "Porte elementari veloci per il calcolo quantistico universale con qubit di oscillatori parametrici Kerr", Ricerca sulla revisione fisica 6 1, 013192 (2024).

[2] Francesco Iachello, Rodrigo G. Cortiñas, Francisco Pérez-Bernal e Lea F. Santos, "Symmetries of the squeeze-driven Kerr oscillator", Journal of Physics Un generale matematico 56 49, 495305 (2023).

[3] Jorge Chávez-Carlos, Miguel A. Prado Reynoso, Ignacio García-Mata, Victor S. Batista, Francisco Pérez-Bernal, Diego A. Wisniacki e Lea F. Santos, "Driving superconducting qubits into caos", arXiv: 2310.17698, (2023).

Le citazioni sopra sono di ANNUNCI SAO / NASA (ultimo aggiornamento riuscito 2024-03-26 04:33:25). L'elenco potrebbe essere incompleto poiché non tutti gli editori forniscono dati di citazione adeguati e completi.

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