カーパラメトリック発振器の実効理論とフロッケ理論

カーパラメトリック発振器の実効理論とフロッケ理論

タイムスタンプ：25年2024月12日午後28時

イグナシオ・ガルシア＝マタ1、ロドリゴ・G・コルティーニャス2,3、徐暁2、ホルヘチャベス-カルロス4、ビクター・S・バティスタ5,3、リーF.サントス4、ディエゴ・A・ウィズニアッキ6

1マル デル プラタ科学研究所 (IFIMAR)、自然科学研究科、マル デル プラタ国立大学 & CONICET、7600 マル デル プラタ、アルゼンチン
2イェール大学応用物理学および物理学科、ニューヘブン、コネチカット州 06520、米国
3イェール量子研究所、イェール大学、ニューヘブン、コネチカット州06520、米国
4米国コネチカット州ストーズにあるコネチカット大学物理学科
5イェール大学化学科、私書箱 208107、ニューヘブン、コネチカット州 06520-8107、米国
6Departamento de Física “JJ Giambiagi” and IFIBA, FCEyN, Universidad de Buenos Aires, 1428 Buenos Aires, Argentina

この論文を興味深いと思うか、議論したいですか？ SciRateを引用するかコメントを残す.

抽象

駆動システムの静的有効ハミルトニアンの観点から設計されたパラメトリック ゲートとプロセスは、量子テクノロジーの中心です。ただし、静的有効モデルを導出するために使用される摂動展開では、元のシステムの関連する物理現象をすべて効率的に捉えることができない場合があります。この研究では、スクイーズ駆動下のカー振動子を記述するために使用される通常の低次の静的有効ハミルトニアンの妥当性の条件を調査します。このシステムは基本的かつ技術的に興味深いものです。特に、量子コンピューティングに応用できるシュレディンガー猫状態を安定させるために使用されています。有効静的ハミルトニアンの状態とエネルギーを、駆動システムの正確なフロッケ状態と準エネルギーと比較し、2 つの記述が一致するパラメーター領域を決定します。私たちの研究は、通常の静的で効果的な処理では無視され、最先端の実験によって調査できる物理学を明らかにします。

Kerr パラメトリック オシレーター PlatoBlockchain データ インテリジェンスの実効理論とフロケット理論。垂直検索。あい。

注目の画像: 静的有効ハミルトニアン (黒) とフロケット演算子 (オレンジ) の励起エネルギーとそれぞれの準エネルギーのスペクトル。 3 つの例: 静的で効果的な記述が完全に機能する場合と、そうでない場合です。これを非線形パラメータ $g_4$ および $g_XNUMX$ の関数として定量化し、パラメータ マップを提供します。

人気の要約

既存の量子コンピューターのトランスモン量子ビットなど、駆動非線形 (カー) 発振器で作成された量子ビットは、デコヒーレンスの一部の原因から保護されています。このシステムの特性を理解するための一般的なアプローチは、そのハミルトニアンの静的有効近似を考慮することです。ただし、すべての近似には限界があります。私たちの研究はこれらの限界を明らかにし、静的で有効な記述が保持されるパラメーター領域を提供します。この知識は、より高速なゲートを実現するために非線形性をより大きな値に押し上げることを計画している将来の実験セットアップにとって非常に重要です。

►BibTeXデータ

►参照

【1] PL Kapitza、ソビエト物理学。 JETP 21、588–592 (1951)。

【2] LD Landau および EM Lifshitz、力学: 第 1 巻、第 1 巻。 1976 (バターワース・ハイネマン、XNUMX)。

【3] J. Venkatraman、X. Xiao、RG Cortiñas、A. Eickbusch、および MH Devoret、物理学。レット牧師。 129、100601 (2022a)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.129.100601

【4] Z. Wang および AH Safavi-Naeini、「Floquet $0-pi$ qubit の量子制御とノイズ保護」(2023)、arXiv:2304.05601 [quant-ph]。
arXiv：2304.05601

【5] W.ポール、Mod.牧師物理学。 62, 531 (1990)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.62.531

【6] Ｎ．ゴールドマンおよびＪ．ダリバード、Ｐｈｙｓ． Rev. X 4、031027 (2014)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.4.031027

【7] DJ ワインランド、修道院長。物理学。 85、1103 (2013)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.85.1103

【8] CD Bruzewicz、J. Chiaverini、R. McConnell、および 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.フェル、ブル。クラスサイエンス。アカド。 R.ベル。 21、818 (1958)。

【11] RR Ernst、G. Bodenhausen、および A. Wokaun、「1994 次元および XNUMX 次元における核磁気共鳴の原理」(オックスフォード大学出版局、オックスフォード、XNUMX 年)。

【12] U. Haeberlen、固体選択的平均化における高分解能 NMR: 補足 1 磁気共鳴の進歩、磁気共鳴の進歩。補足 (Elsevier Science、2012)。
https:// / books.google.com.br/ books?id=z_V-5uCpByAC

【13] RM ウィルコックス、J. Math.物理学。 8, 962 (1967)。
https：/ / doi.org/ 10.1063 / 1.1705306

【14] X. Xiao、J. Venkatraman、RG Cortiñas、S. Chowdhury、および MH Devoret、「駆動非線形振動子の有効ハミルトニアンを計算するための図式的方法」(2023)、arXiv:2304.13656 [quant-ph]。
arXiv：2304.13656

【15] M.マーサラーとMIダイクマン、物理学。 Rev. A 73、042108 (2006)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.73.042108

【16] M.マーサラーとMIダイクマン、物理学。 Rev. A 76、010102 (2007)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.76.010102

【17] M. Dykman、「変動する非線形発振器: ナノメカニクスから量子超伝導回路まで」(オックスフォード大学出版局、2012 年)。

【18] W. Wustmann および 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、および J. Bylander、Nature communication 7、11417 (2016)。
https：/ / doi.org/ 10.1038 / ncomms11417

【20] N. Frattini、U. Vool、S. Shankar、A. Narla、K. Sliwa、M. Devoret、App.物理学。レット。 110、222603 (2017)。
https：/ / doi.org/ 10.1063 / 1.4984142

【21] PTコクラン、GJミルバーン、WJマンロー、物理学。 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] 後藤宏、日本物理学会誌 88、061015 (2019)。
https：/ / doi.org/ 10.7566 / JPSJ.88.061015

【24] 後藤 宏、金尾 隆、物理学。 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、および SM Girvin、Sci。上級6, 5901 (2020)。
https：/ / doi.org/ 10.1126 / sciadv.aay5901

【26] B. ウィーリンガおよび G.J. ミルバーン、物理学。 Rev. A 48、2494 (1993)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.48.2494

【27] J. チャベス-カルロス、TL レザマ、RG コルティーニャス、J. ヴェンカトラマン、MH デボレ、VS バティスタ、F. ペレス-ベルナル、LF サントス、npj Quantum Information 9、76 (2023)。
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-023-00745-1

【28] MAP レイノソ、DJ ネーダー、J. チャベス＝カルロス、BE オルダス＝メンドーサ、RG コルティーニャス、VS バティスタ、S. レルマ＝エルナンデス、F. ペレス＝ベルナル、LF サントス、「スクイーズ駆動における量子トンネルと踏切」カー発振器」 (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、および 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、および MH Devoret、Nature 584、205 (2020)。
https：/ / doi.org/ 10.1038 / s41586-020-2587-z

【31] J. Venkatraman、RG Cortinas、NE Frattini、X. Xiao、MH Devoret、「二重井戸バリア下のトンネル経路の量子干渉」(2022b)、arXiv:2211.04605 [quant-ph]。
https：/ / doi.org/ 10.48550 / ARXIV.2211.04605
arXiv：2211.04605

【32] 井山 大将、神谷 哲也、藤井 聡、向井 博、周 裕也、長瀬 哲也、友永 明、王 隆、J.-J. Xue、S. 渡部、S. Kwon、および J.-S. Tsai、「超伝導カーパラメトリック発振器における量子干渉の観察と操作」(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、他、arXiv プレプリント 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、および RJ Schoelkopf、Phys. Rev. A 76、042319 (2007)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.76.042319

【35] SM Girvin、『量子マシンに関するレ ズッシュ サマースクールの議事録』、BHMH Devoret、RJ Schoelkopf、L. Cugliándolo 編集 (Oxford University Press Oxford、オックスフォード、英国、2014 年)、113 ～ 256 ページ。

【36] S. Puri、S. Boutin、および A. Blais、npj Quantum Information 3、1 (2017)。
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-017-0019-1

【37] C. チェンバーランド、K. ノー、P. アランゴイス アリオラ、ET キャンベル、CT ハン、J. アイバーソン、H. パターマン、TC ボーダノヴィッツ、ST フラミア、A. ケラー、G. リファエル、J. プレスキル、L. ジャン、 AH Safavi-Naeini、O. Painter、および FG Brandão、PRX Quantum 3、010329 (2022)、発行者: American Physical Society。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.010329

【38] Ｄ．ルイス、Ｒ．ゴーティエ、Ｊ．ギロー、およびＭ．ミラヒミ、Ｐｈｙｓ． Rev. A 107、042407 (2023)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.107.042407

【39] R. Gautier、A. Sarlette、および M. Mirahimi、PRX Quantum 3、020339 (2022)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.020339

【40] H. Putterman、J. Iverson、Q. Xu、L. Jiang、O. Painter、F.G. Brandão、および K. Noh、Phys.レット牧師。 128、110502 (2022)、発行者: American Physical Society。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.110502

【41] JH シャーリー、物理学。改訂 138、B979 (1965)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.138.B979

【42] V. Sivak、N. Frattini、V. Joshi、A. Lingenfelter、S. Shankar、および 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. Mirahimi、Z. Leghtas、VV Albert、S. Touzard、RJ Schoelkopf、L. Jiang、および MH Devoret、New Journal of Physics 16、045014 (2014)。
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​16/​4/​045014

【45] LF Santos、M. Távora、および F. Pérez-Bernal、物理学。 Rev. A 94、012113 (2016)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.94.012113

【46] F. Evers および AD マーリン、Rev. Mod. 物理。 80、1355（2008）。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.80.1355

【47] MI Dykman および MA Krivoglaz、Physica Status Solidi (B) 68、111 (1975)。
https:/ / doi.org/ 10.1002/ pssb.2220680109

【48] J. Venkatraman、X. Xiao、RG Cortiñas、および MH Devoret、「スクイーズド カー振動子の静的実効リンドブラディアンについて」(2022c)、arXiv:2209.11193 [quant-ph]。
arXiv：2209.11193

【49] J. チャベス＝カルロス、RG コルティーニャス、MAP レイノソ、I. ガルシア＝マタ、VS バティスタ、F. ペレス＝ベルナル、DA ウィズニアツキ、LF サントス、「超伝導量子ビットをカオスに導く」（2023 年）、arXiv:2310.17698 [ quant-ph]。
arXiv：2310.17698

【50] I. García-Mata、E. Vergini、DA Wisniacki、Phys. Rev. E 104、L062202 (2021)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.104.L062202

によって引用

[1] 金尾太郎と後藤勇人、「カーパラメトリック発振器量子ビットを使用したユニバーサル量子計算のための高速基本ゲート」、 フィジカルレビューリサーチ6 1、013192（2024）.

[2] Francesco Iachello、Rodrigo G. Cortiñas、Francisco Pérez-Bernal、Lea F. Santos、「スクイーズ駆動カー発振器の対称性」、 Journal of Physics A Mathematical General 56 49、495305（2023）.

[3] Jorge Chavez-Carlos、Miguel A. Prado Reynoso、Ignacio García-Mata、Victor S. Batista、Francisco Pérez-Bernal、Diego A. Wisniacki、Lea F. Santos、「超伝導量子ビットをカオスに導く」、 arXiv：2310.17698, (2023).

上記の引用は SAO / NASA ADS （最後に正常に更新された2024-03-26 04:33:25）。 すべての出版社が適切で完全な引用データを提供するわけではないため、リストは不完全な場合があります。

On Crossrefの被引用サービス 作品の引用に関するデータは見つかりませんでした（最後の試行2024-03-26 04:33:23）。

この論文は、 Creative Commons Attribution 4.0 International（CC BY 4.0） ライセンス。 著作権は、著者やその機関などの元の著作権者にあります。

タイムスタンプ：

より多くの 量子ジャーナル