論文の概要: Hamiltonian of a flux qubit-LC oscillator circuit in the deep-strong-coupling regime

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.07708v2
• Date: Tue, 17 May 2022 10:14:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-05 23:02:31.483770
• Title: Hamiltonian of a flux qubit-LC oscillator circuit in the deep-strong-coupling regime
• Title（参考訳）: 深部強結合状態におけるフラックス量子LC発振回路のハミルトニアン
• Authors: Fumiki Yoshihara and Sahel Ashhab and Tomoko Fuse and Motoaki Bamba and Kouichi Semba
• Abstract要約: 回路ハミルトニアンと量子ラビハミルトニアンの間には単純で直感的な対応があることが示される。 回路ハミルトニアンはユニタリ変換によって容量結合項を含むハミルトニアンに変換することができるが、結果として得られるハミルトニアン回路は量子ラビハミルトニアンの変種によって近似することはできない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We derive the Hamiltonian of a superconducting circuit that comprises a single-Josephson-junction flux qubit inductively coupled to an LC oscillator, and we compare the derived circuit Hamiltonian with the quantum Rabi Hamiltonian, which describes a two-level system coupled to a harmonic oscillator. We show that there is a simple, intuitive correspondence between the circuit Hamiltonian and the quantum Rabi Hamiltonian. While there is an overall shift of the entire spectrum, the energy level structure of the circuit Hamiltonian up to the seventh excited states can still be fitted well by the quantum Rabi Hamiltonian even in the case where the coupling strength is larger than the frequencies of the qubit and the oscillator, i.e., when the qubit-oscillator circuit is in the deep-strong-coupling regime. We also show that although the circuit Hamiltonian can be transformed via a unitary transformation to a Hamiltonian containing a capacitive coupling term, the resulting circuit Hamiltonian cannot be approximated by the variant of the quantum Rabi Hamiltonian that is obtained using an analogous procedure for mapping the circuit variables onto Pauli and harmonic oscillator operators, even for relatively weak coupling. This difference between the flux and charge gauges follows from the properties of the qubit Hamiltonian eigenstates.
• Abstract（参考訳）: 我々は、単一ジョセフソン接合束量子ビットをLC発振器に誘導結合した超伝導回路のハミルトニアンを導出し、導出した回路ハミルトニアンと量子ラビハミルトニアンを比較し、調和発振器に結合した2レベル系を記述する。 回路ハミルトニアンと量子ラビハミルトニアンの間には単純で直感的な対応が存在することを示す。 スペクトル全体の全体的なシフトはあるが、7番目の励起状態までの回路ハミルトニアンのエネルギー準位構造は、量子ラビハミルトニアンによって、カップリング強度がクォービットの周波数と発振器の周波数よりも大きい場合、すなわち、クビット・オシレータ回路が深い強い結合状態にある場合でも、うまく適合することができる。 また、回路ハミルトニアンはユニタリ変換によって容量結合項を含むハミルトニアンに変換できるが、結果として得られる回路ハミルトニアンは、比較的弱い結合においても、回路変数をポーリや調和振動子演算子にマッピングする類似の手順を用いて得られる量子ラビハミルトニアンの変種によって近似することはできない。 この磁束と電荷ゲージの差は、キュービットハミルトニアン固有状態の性質から導かれる。

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