ทฤษฎีที่มีประสิทธิผลเทียบกับ Floquet สำหรับออสซิลเลเตอร์พาราเมตริกของ Kerr

ทฤษฎีที่มีประสิทธิผลเทียบกับ Floquet สำหรับออสซิลเลเตอร์พาราเมตริกของ Kerr

ประทับเวลา: 25 มีนาคม 2024 12:28 น

อิกนาซิโอ การ์เซีย-มาต้า1, โรดริโก จี. คอร์ติญาส2,3, ซู่เซียว2, ฮอร์เก้ ชาเวซ-คาร์ลอส4, วิคเตอร์ เอส บาติสต้า5,3, ลีอา เอฟ ซานโตส4และดิเอโก เอ. วิสเนียคกี้6

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, อาร์เจนตินา
2ภาควิชาฟิสิกส์และฟิสิกส์ประยุกต์ Yale University, New Haven, Connecticut 06520, USA
3สถาบัน Yale Quantum, มหาวิทยาลัยเยล, นิวเฮเวน, คอนเนตทิคัต 06520, สหรัฐอเมริกา
4ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยคอนเนตทิคัต สตอร์ส คอนเนตทิคัต สหรัฐอเมริกา
5ภาควิชาเคมี มหาวิทยาลัยเยล ตู้ ปณ. 208107 นิวเฮเวน คอนเนตทิคัต 06520-8107 สหรัฐอเมริกา
6Departamento de Física “JJ Giambiagi” and IFIBA, FCEyN, Universidad de Buenos Aires, 1428 Buenos Aires, Argentina

พบบทความนี้ที่น่าสนใจหรือต้องการหารือ? Scite หรือแสดงความคิดเห็นใน SciRate.

นามธรรม

ประตูพาราเมตริกและกระบวนการที่ออกแบบจากมุมมองของแฮมิลตันที่มีประสิทธิผลคงที่ของระบบขับเคลื่อนเป็นศูนย์กลางของเทคโนโลยีควอนตัม อย่างไรก็ตาม การขยายที่ก่อกวนที่ใช้เพื่อให้ได้แบบจำลองที่มีประสิทธิผลคงที่อาจไม่สามารถจับภาพฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องทั้งหมดของระบบดั้งเดิมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในงานนี้ เราตรวจสอบเงื่อนไขสำหรับความถูกต้องของแฮมิลตันเนียนที่มีประสิทธิผลคงที่ลำดับต่ำตามปกติ ซึ่งใช้เพื่ออธิบายออสซิลเลเตอร์ Kerr ภายใต้ไดรฟ์แบบบีบ ระบบนี้มีความสนใจขั้นพื้นฐานและเทคโนโลยี โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีการใช้เพื่อรักษาเสถียรภาพของสถานะแมวของSchrödinger ซึ่งมีแอปพลิเคชันสำหรับการคำนวณควอนตัม เราเปรียบเทียบสถานะและพลังงานของแฮมิลตันแบบคงที่ที่มีประสิทธิผลกับสถานะ Floquet และพลังงานกึ่งที่แน่นอนของระบบขับเคลื่อน และกำหนดระบอบการปกครองของพารามิเตอร์ที่คำอธิบายทั้งสองเห็นด้วย งานของเรานำเสนอฟิสิกส์ที่หลงเหลือจากการบำบัดที่มีประสิทธิผลแบบคงที่ทั่วไป และสามารถสำรวจได้โดยการทดลองที่ล้ำสมัย

ทฤษฎีที่มีประสิทธิผลเทียบกับ Floquet สำหรับ Kerr parametric oscillator PlatoBlockchain Data Intelligence ค้นหาแนวตั้ง AI.

ภาพเด่น: สเปกตรัมหรือพลังงานกระตุ้นและพลังงานเสมือนตามลำดับสำหรับแฮมิลตันที่มีประสิทธิผลคงที่ (สีดำ) และตัวดำเนินการ Floquet (สีส้ม) สองตัวอย่าง: ตัวอย่างหนึ่งที่คำอธิบายที่มีประสิทธิผลแบบคงที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ และอีกตัวอย่างหนึ่งไม่ทำงาน เราหาปริมาณนี้เป็นฟังก์ชันของพารามิเตอร์ความไม่เชิงเส้น $g_3$ และ $g_4$ และจัดเตรียมแผนผังพารามิเตอร์

สรุปยอดนิยม

คิวบิตที่สร้างขึ้นด้วยออสซิลเลเตอร์แบบไม่เชิงเส้น (Kerr) ที่ขับเคลื่อน เช่น ทรานสมอนคิวบิตในคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีอยู่ ได้รับการปกป้องจากแหล่งลดความสอดคล้องบางประการ วิธีการทั่วไปในการทำความเข้าใจคุณสมบัติของระบบนี้คือการพิจารณาการประมาณค่าประมาณที่มีประสิทธิผลคงที่ของแฮมิลตัน อย่างไรก็ตาม การประมาณทั้งหมดมีขีดจำกัด งานของเราเปิดเผยขีดจำกัดเหล่านี้และจัดเตรียมขอบเขตของพารามิเตอร์ที่คำอธิบายที่มีผลคงที่คงอยู่ ความรู้นี้มีความสำคัญมากสำหรับการตั้งค่าการทดลองในอนาคตที่วางแผนจะผลักดันความไม่เชิงเส้นให้เป็นค่าที่มากขึ้นเพื่อให้ได้ประตูที่เร็วขึ้น

► ข้อมูล BibTeX

► ข้อมูลอ้างอิง

[1] PL Kapitza โซเวียต Phys เจทีพี 21, 588–592 (1951)

[2] LD Landau และ EM Lifshitz กลศาสตร์: เล่มที่ 1 เล่มที่ 1 (บัตเตอร์เวิร์ธ-ไฮเนอมันน์, 1976)

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

[4] Z. Wang และ AH Safavi-Naeini, “การควบคุมควอนตัมและการป้องกันสัญญาณรบกวนของ Floquet $0-pi$ qubit” (2023), arXiv:2304.05601 [quant-ph]
arXiv: 2304.05601

[5] ว. พอล สาธุคุณมด ฟิสิกส์ 62, 531 (1990)
https://doi.org/​10.1103/​RevModPhys.62.531

[6] เอ็น. โกลด์แมน และ เจ. ดาลิบาร์ด, Phys. รายได้ X 4, 031027 (2014)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevX.4.031027

[7] ดีเจ ไวน์แลนด์ Rev. Mod. ฟิสิกส์ 85, 1103 (2013)
https://doi.org/​10.1103/​RevModPhys.85.1103

[8] CD Bruzewicz, J. Chiaverini, R. McConnell และ JM Sage, บทวิจารณ์ฟิสิกส์ประยุกต์ 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] เอฟ. เฟอร์, บูล. ชั้นเรียนวิทยาศาสตร์ อคาด. อาร์. เบล. 21, 818 (พ.ศ. 1958)

[11] RR Ernst, G. Bodenhausen และ A. Wokaun หลักการเรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ในหนึ่งและสองมิติ (Oxford University Press, Oxford, 1994)

[12] U. Haeberlen, NMR ความละเอียดสูงใน Solids Selective Averaging: ภาคผนวก 1 ความก้าวหน้าในการสั่นพ้องแม่เหล็ก, ความก้าวหน้าในการสั่นพ้องแม่เหล็ก ภาคผนวก (Elsevier Science, 2012)
https://​/books.google.com.br/books?id=z_V-5uCpByAC

[13] อาร์เอ็ม วิลค็อกซ์ เจ. แมทธิว ฟิสิกส์ 8, 962 (พ.ศ. 1967)
https://doi.org/10.1063/​1.1705306

[14] X. Xiao, J. Venkatraman, RG Cortiñas, S. Chowdhury และ MH Devoret, “วิธีไดอะแกรมเพื่อคำนวณแฮมิลตันที่มีประสิทธิผลของออสซิลเลเตอร์ไม่เชิงเส้นที่ขับเคลื่อน” (2023), arXiv:2304.13656 [quant-ph]
arXiv: 2304.13656

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

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

[17] M. Dykman, ออสซิลเลเตอร์แบบไม่เชิงเส้นที่ผันผวน: จากนาโนกลศาสตร์ไปจนถึงวงจรตัวนำยิ่งยวดควอนตัม (Oxford University Press, 2012)

[18] W. Wustmann และ V. Shumeiko, Phys. รายได้ 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 และ J. Bylander, การสื่อสารทางธรรมชาติ 7, 11417 (2016)
https://doi.org/10.1038/​ncomms11417

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

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

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

[23] H. Goto, วารสารสมาคมกายภาพแห่งญี่ปุ่น 88, 061015 (2019)
https://doi.org/​10.7566/​JPSJ.88.061015

[24] เอช. โกโตะ และ ต. คานาโอะ, Phys. รายได้การวิจัย 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 และ SM Girvin, Sci โฆษณา 6, 5901 (2020)
https://doi.org/10.1126/​sciadv.aay5901

[26] บี. วีลิงกา และจีเจ มิลเบิร์น, Phys. ฉบับที่ 48 พ.ศ. 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 และ 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 และ LF Santos, “อุโมงค์ควอนตัมและทางแยกระดับในการบีบบังคับ Kerr oscillator” (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 และ AH Safavi-Naeini, Phys. ฉบับที่ 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 และ MH Devoret, เนเจอร์ 584, 205 (2020)
https://doi.org/10.1038/​s41586-020-2587-z

[31] J. Venkatraman, RG Cortinas, NE Frattini, X. Xiao และ MH Devoret, “การรบกวนควอนตัมของเส้นทางการขุดอุโมงค์ภายใต้สิ่งกีดขวางหลุมคู่” (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 และ J.-S. Tsai, “การสังเกตและการจัดการการแทรกแซงควอนตัมในตัวนำยิ่งยวด Kerr parametric oscillator” (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, และคณะ, arXiv พิมพ์ล่วงหน้า arXiv:2209.03934 (2022)
arXiv: 2209.03934

[34] เจ. คอช, ทีเอ็ม ยู, เจ. แกมเบตตา, เอเอ ฮอค, ดี ชูสเตอร์, เจ. เมเจอร์, เอ. เบลส์, เอ็มเอช เดโวเรต, เอสเอ็ม กิร์วิน และอาร์เจ สโคเอลคอฟ, Phys. รายได้ A 76, 042319 (2007)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.76.042319

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

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

[37] ซี. แชมเบอร์แลนด์, เค. โนห์, พี. อาร์รังกอยซ์-อาร์ริโอลา, อีที แคมป์เบลล์, ซีที ฮานน์, เจ. ไอเวอร์สัน, เอช. พัตเตอร์แมน, ทีซี โบห์ดาโนวิช, เอสที ฟลาเมีย, เอ. เคลเลอร์, จี. เรฟาเอล, เจ. เพรสคิล, แอล. เจียง, AH Safavi-Naeini, O. Painter และ FG Brandão, PRX Quantum 3, 010329 (2022) ผู้จัดพิมพ์: American Physical Society
https://doi.org/10.1103/​PRXQuantum.3.010329

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

[39] R. Gautier, A. Sarlette และ 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 และ K. Noh, Phys. สาธุคุณเลตต์. 128, 110502 (2022) ผู้จัดพิมพ์: American Physical Society
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.128.110502

[41] เจเอช เชอร์ลีย์, สฟิสิกส์ ฉบับที่ 138, B979 (1965)
https://doi.org/10.1103/​PhysRev.138.B979

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

[43] ดา วิสเนียคกี จาก 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 และ MH Devoret, วารสารฟิสิกส์ใหม่ 16, 045014 (2014)
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​16/​4/​045014

[45] แอลเอฟ ซานโตส, เอ็ม. ทาโวรา และเอฟ. เปเรซ-เบอร์นัล, Phys. ฉบับที่ 94, 012113 (2016)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.94.012113

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

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

[48] J. Venkatraman, X. Xiao, RG Cortiñas และ MH Devoret, “เกี่ยวกับ Lindbladian ที่มีประสิทธิผลคงที่ของ Kerr oscillator ที่บีบไว้” (2022c), arXiv:2209.11193 [quant-ph]
arXiv: 2209.11193

[49] J. Chávez-Carlos, RG Cortiñas, MAP Reynoso, I. García-Mata, VS Batista, F. Pérez-Bernal, DA Wisniacki และ LF Santos, “Driving superconducting qubits into chaos,” (2023), arXiv:2310.17698 [ ปริมาณ-ph]
arXiv: 2310.17698

[50] ไอ. การ์เซีย-มาตา, อี. เวอร์จินี่ และ ดา วิสเนียคกี, Phys. รายได้ E 104, L062202 (2021)
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevE.104.L062202

อ้างโดย

[1] Taro Kanao และ Hayato Goto “ประตูพื้นฐานที่รวดเร็วสำหรับการคำนวณควอนตัมสากลด้วยคิวบิตพาราเมตริกออสซิลเลเตอร์ของ Kerr” การวิจัยทบทวนทางกายภาพ 6 1, 013192 (2024).

[2] Francesco Iachello, Rodrigo G. Cortiñas, Francisco Pérez-Bernal และ Lea F. Santos, “ความสมมาตรของ Kerr oscillator ที่ขับเคลื่อนด้วยการบีบอัด”, วารสารฟิสิกส์ A คณิตศาสตร์ทั่วไป 56 49, 495305 (2023).

[3] Jorge Chávez-Carlos, Miguel A. Prado Reynoso, Ignacio García-Mata, Victor S. Batista, Francisco Pérez-Bernal, Diego A. Wisniacki และ Lea F. Santos, “การขับเคลื่อนตัวนำยิ่งยวด qubits เข้าสู่ความสับสนวุ่นวาย”, arXiv: 2310.17698, (2023).

การอ้างอิงข้างต้นมาจาก are อบต./นาซ่าโฆษณา (ปรับปรุงล่าสุดสำเร็จ 2024-03-26 04:33:25 น.) รายการอาจไม่สมบูรณ์เนื่องจากผู้จัดพิมพ์บางรายไม่ได้ให้ข้อมูลอ้างอิงที่เหมาะสมและครบถ้วน

On บริการอ้างอิงของ Crossref ไม่พบข้อมูลอ้างอิงงาน (ความพยายามครั้งสุดท้าย 2024-03-26 04:33:23)

บทความนี้เผยแพร่ใน Quantum ภายใต้ the ครีเอทีฟคอมมอนส์แบบแสดงที่มา 4.0 สากล (CC BY 4.0) ใบอนุญาต ลิขสิทธิ์ยังคงอยู่กับผู้ถือลิขสิทธิ์ดั้งเดิม เช่น ผู้เขียนหรือสถาบันของพวกเขา

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก วารสารควอนตัม