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
2Institutionen för tillämpad fysik och fysik, Yale University, New Haven, Connecticut 06520, USA
3Yale Quantum Institute, Yale University, New Haven, Connecticut 06520, USA
4Institutionen för fysik, University of Connecticut, Storrs, Connecticut, USA
5Institutionen för kemi, Yale University, PO Box 208107, New Haven, Connecticut 06520-8107, USA
6Departamento de Física "JJ Giambiagi" och IFIBA, FCEyN, Universidad de Buenos Aires, 1428 Buenos Aires, Argentina
Hitta det här uppsatsen intressant eller vill diskutera? Scite eller lämna en kommentar på SciRate.
Abstrakt
Parametriska grindar och processer konstruerade ur perspektivet av den statiska effektiva Hamiltonian i ett driven system är centrala för kvantteknologin. Men de störande expansioner som används för att härleda statiska effektiva modeller kanske inte effektivt kan fånga all relevant fysik i det ursprungliga systemet. I det här arbetet undersöker vi förutsättningarna för giltigheten av den vanliga lågordningens statiska effektiva Hamiltonian som används för att beskriva en Kerr-oscillator under en klämdrift. Detta system är av grundläggande och tekniskt intresse. I synnerhet har det använts för att stabilisera Schrödinger katttillstånd, som har tillämpningar för kvantberäkning. Vi jämför tillstånden och energierna för den effektiva statiska Hamiltonianen med de exakta Floquet-tillstånden och kvasienergierna för det drivna systemet och bestämmer parameterregimen där de två beskrivningarna överensstämmer. Vårt arbete lyfter fram den fysik som utelämnas av vanliga statiska effektiva behandlingar och som kan utforskas genom state-of-the-art experiment.
Utvald bild: Spectrum o excitationsenergier och respektive kvasienergier för den statiska effektiva Hamiltonian (svart) och Floquet-operatorn (orange). Två exempel: ett där den statiska effektiva beskrivningen fungerar perfekt och ett där den inte gör det. Vi kvantifierar detta som en funktion av olinjäritetsparameter $g_3$ och $g_4$, och tillhandahåller en parameterkarta.
Populär sammanfattning
► BibTeX-data
► Referenser
[1] PL Kapitza, sovjetisk fys. JETP 21, 588–592 (1951).
[2] LD Landau och EM Lifshitz, Mechanics: Volume 1, Vol. 1 (Butterworth-Heinemann, 1976).
[3] J. Venkatraman, X. Xiao, RG Cortiñas, A. Eickbusch och MH Devoret, Phys. Rev. Lett. 129, 100601 (2022a).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.129.100601
[4] Z. Wang och AH Safavi-Naeini, "Quantum control and noise protection of a Floquet $0-pi$ qubit," (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 och 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 och 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. Klass Sci. Acad. R. Bel. 21, 818 (1958).
[11] RR Ernst, G. Bodenhausen och A. Wokaun, Principles of Nuclear Magnetic Resonance in One and Two Dimensions (Oxford University Press, Oxford, 1994).
[12] U. Haeberlen, High Resolution NMR in Solids Selective Averaging: Supplement 1 Framsteg inom magnetisk resonans, framsteg inom magnetisk resonans. Tillägg (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 och MH Devoret, "En schematisk metod för att beräkna den effektiva Hamiltonian för drivna olinjära oscillatorer," (2023), arXiv:2304.13656 [quant-ph].
arXiv: 2304.13656
[15] M. Marthaler och MI Dykman, Phys. Rev. A 73, 042108 (2006).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.73.042108
[16] M. Marthaler och MI Dykman, Phys. Rev. A 76, 010102 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.76.010102
[17] M. Dykman, Fluktuerande olinjära oscillatorer: från nanomekanik till kvantsupraledande kretsar (Oxford University Press, 2012).
[18] W. Wustmann och 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 och J. Bylander, Nature communications 7, 11417 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms11417
[20] N. Frattini, U. Vool, S. Shankar, A. Narla, K. Sliwa och M. Devoret, App. Phys. Lett. 110, 222603 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.4984142
[21] PT Cochrane, GJ Milburn och 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 och 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 och SM Girvin, Sci. Adv. 6, 5901 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1126 / sciadv.aay5901
[26] B. Wielinga och 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 och 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 och LF Santos, ”Kvantunnel och plankorsningar i squeeze-driven 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 och 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 och MH Devoret, Nature 584, 205 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-020-2587-z
[31] J. Venkatraman, RG Cortinas, NE Frattini, X. Xiao och MH Devoret, "Quantum interference of tunneling paths under a double-well barriär," (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 och J.-S. Tsai, "Observation och manipulation av kvantinterferens i en supraledande Kerr parametrisk 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, 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 och RJ Schoelkopf, Phys. Rev. A 76, 042319 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.76.042319
[35] SM Girvin, i Proceedings of the Les Houches Summer School on Quantum Machines, redigerad av BHMH Devoret, RJ Schoelkopf och L. Cugliándolo (Oxford University Press Oxford, Oxford, Storbritannien, 2014) s. 113–256.
[36] S. Puri, S. Boutin och 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 och FG Brandão, PRX Quantum 3, 010329 (2022), utgivare: American Physical Society.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.010329
[38] D. Ruiz, R. Gautier, J. Guillaud och M. Mirrahimi, Phys. Rev. A 107, 042407 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.107.042407
[39] R. Gautier, A. Sarlette och 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 och K. Noh, Phys. Rev. Lett. 128, 110502 (2022), utgivare: 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 och M. Devoret, Phys. Rev. Ansökt 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 och MH Devoret, New Journal of Physics 16, 045014 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/4/045014
[45] LF Santos, M. Távora och F. Pérez-Bernal, Phys. Rev. A 94, 012113 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.94.012113
[46] F. Evers och AD Mirlin, Rev. Mod. Phys. 80, 1355 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.80.1355
[47] MI Dykman och MA Krivoglaz, Physica Status Solidi (B) 68, 111 (1975).
https:///doi.org/10.1002/pssb.2220680109
[48] J. Venkatraman, X. Xiao, RG Cortiñas och MH Devoret, "Om den statiska effektiva Lindbladian av den pressade Kerr-oscillatorn," (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 och LF Santos, "Driving supraconducting qubits into chaos," (2023), arXiv:2310.17698 quant-ph].
arXiv: 2310.17698
[50] I. García-Mata, E. Vergini och DA Wisniacki, Phys. Rev. E 104, L062202 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.104.L062202
Citerad av
[1] Taro Kanao och Hayato Goto, "Snabba elementära grindar för universell kvantberäkning med Kerr parametriska oscillator qubits", Physical Review Research 6 1, 013192 (2024).
[2] Francesco Iachello, Rodrigo G. Cortiñas, Francisco Pérez-Bernal och Lea F. Santos, "Symmetries of the squeeze-driven Kerr oscillator", 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 och Lea F. Santos, "Driving supraconducting qubits into chaos", arXiv: 2310.17698, (2023).
Ovanstående citat är från SAO / NASA ADS (senast uppdaterad framgångsrikt 2024-03-26 04:33:25). Listan kan vara ofullständig eftersom inte alla utgivare tillhandahåller lämpliga och fullständiga citatdata.
On Crossrefs citerade service Inga uppgifter om citerande verk hittades (sista försök 2024-03-26 04:33:23).
Detta papper publiceras i Quantum under Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) licens. Upphovsrätten kvarstår med de ursprungliga upphovsrättsinnehavarna som författarna eller deras institutioner.
- SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrka dig själv. Tillgång här.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
- Platoesg. Kol, CleanTech, Energi, Miljö, Sol, Avfallshantering. Tillgång här.
- PlatoHealth. Biotech och kliniska prövningar Intelligence. Tillgång här.
- Källa: https://quantum-journal.org/papers/q-2024-03-25-1298/
