論文の概要: Designing Kerr Interactions for Quantum Information Processing via
Counterrotating Terms of Asymmetric Josephson-Junction Loops
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.06757v2
- Date: Fri, 10 Jun 2022 11:51:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-22 07:21:48.012727
- Title: Designing Kerr Interactions for Quantum Information Processing via
Counterrotating Terms of Asymmetric Josephson-Junction Loops
- Title（参考訳）: 非対称ジョセフソン接合ループの逆回転項による量子情報処理のためのkerr相互作用の設計
- Authors: Timo Hillmann, Fernando Quijandr\'ia
- Abstract要約: 静的空洞非線形性は通常、ボゾン量子誤り訂正符号の性能を制限する。
非線形性を摂動として扱うことで、シュリーファー・ヴォルフ変換を用いて実効ハミルトニアンを導出する。
その結果、立方体相互作用は、線形演算と非線形演算の両方の有効率を高めることができることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 68.8204255655161
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Continuous-variable systems realized in high-coherence microwave cavities are
a promising platform for quantum information processing. While strong dynamic
nonlinear interactions are desired to implement fast and high-fidelity quantum
operations, static cavity nonlinearities typically limit the performance of
bosonic quantum error-correcting codes. Here we study theoretical models of
nonlinear oscillators describing superconducting quantum circuits with
asymmetric Josephson-junctions loops. Treating the nonlinearity as a
perturbation, we derive effective Hamiltonians using the Schrieffer-Wolff
transformation. We support our analytical results with numerical experiments
and show that the effective Kerr-type couplings can be canceled by an interplay
of higher-order nonlinearities. This can be better understood in a simplified
model supporting only cubic and quartic nonlinearities. Our results show that a
cubic interaction allows to increase the effective rates of both linear and
nonlinear operations without an increase in the undesired anharmonicity of an
oscillator which is crucial for many bosonic encodings.
- Abstract（参考訳）: 高コヒーレンスマイクロ波共振器で実現される連続変量系は、量子情報処理の有望なプラットフォームである。
強い動的非線形相互作用は高速かつ高忠実な量子演算を実装するために望まれるが、静的な空洞非線形性は通常、ボゾン量子誤り訂正符号の性能を制限する。
ここでは、非対称ジョセフソン接合ループを持つ超伝導量子回路を記述する非線形発振器の理論モデルについて検討する。
非線形性を摂動として扱うことにより、シュリーファー・ウルフ変換を用いて有効ハミルトニアンを導出する。
数値実験により解析結果をサポートし,高次非線形性の相互作用により効率的なkerr型カップリングをキャンセルできることを示す。
これは立方および四次非線形性のみをサポートする単純化されたモデルでよりよく理解することができる。
その結果、立方体相互作用は、多くのボソニック符号化に不可欠な発振器の望ましくない無調和性を高めることなく、線形および非線形操作の両方の有効率を増加させることができる。
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