論文の概要: Fast generation of Cat states in Kerr nonlinear resonators via optimal adiabatic control

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.13225v3
• Date: Tue, 7 Sep 2021 02:46:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-16 19:11:45.038489
• Title: Fast generation of Cat states in Kerr nonlinear resonators via optimal adiabatic control
• Title（参考訳）: 最適断熱制御によるKerr非線形共振器のキャット状態の高速生成
• Authors: Jiao-Jiao Xue, Ke-Hui Yu, Wen-Xiao Liu, Xin Wang and Hong-Rong Li
• Abstract要約: 我々はKerr非線形共振器における猫状態の断熱的生成のための量子スピードアップ法を提案する。 提案手法では, より短い時間で目標状態を作成することができ, 高精度で非古典ボリュームが大きい。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.584146500383365
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: Macroscopic cat states have been widely studied to illustrate fundamental principles of quantum physics as well as their application in quantum information processing. In this paper, we propose a quantum speedup method for adiabatic creation of cat states in a Kerr nonlinear resonator via gradient-descent optimal adiabatic control. By simultaneously adiabatic tuning the the cavity detuning and driving field strength, the width of minimum energy gap between the target trajectory and non-adiabatic trajectory can be widen, which allows us to speed up the evolution along the adiabatic path. Compared with the previous proposal of preparing the cat state by only controlling two-photon pumping strength in a Kerr nonlinear resonator, our method can prepare the target state with much shorter time, as well as a high fidelity and a large non-classical volume. It is worth noting that the cat state prepared by our method is also robust against single-photon loss very well. Moreover, when our proposal has a large initial detuning, it will creates a large-size cat state successfully. This proposal of preparing cat states can be implemented in superconducting quantum circuits, which provides a quantum state resource for quantum information encoding and fault-tolerant quantum computing.
• Abstract（参考訳）: マクロキャット状態は量子物理学の基本原理や量子情報処理への応用を説明するために広く研究されている。 本稿では、勾配-発光最適断熱制御によるkerr非線形共振器における猫状態の断熱的生成のための量子スピードアップ法を提案する。 キャビティのデチューニングと駆動強度を同時に調整することにより、目標軌跡と非断熱軌跡との最小エネルギーギャップの幅を広げることができ、断熱路に沿って進化を早めることができる。 ケラ非線形共振器における2光子励起強度のみを制御してcat状態を生成するという従来の提案に比べ,より短い時間と高い忠実度と大きな非古典ボリュームでターゲット状態を生成することができる。 また, 本法で調製した猫の状態は, 単一光子損失に対して極めて良好であることも注目に値する。 さらに,提案手法が初期値が大きくなると,大きめのcat状態が成立する。 この提案は、量子情報エンコーディングとフォールトトレラント量子コンピューティングのための量子状態リソースを提供する超伝導量子回路に実装することができる。

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