論文の概要: Chaos in coupled Kerr-nonlinear parametric oscillators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.04019v2
- Date: Wed, 13 Oct 2021 04:23:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-12 01:15:14.825951
- Title: Chaos in coupled Kerr-nonlinear parametric oscillators
- Title（参考訳）: ケラー非線形パラメトリック振動子におけるカオス
- Authors: Hayato Goto and Taro Kanao
- Abstract要約: 数光子レベルで2つの結合した非散逸KPOにおける複雑なダイナミクス、すなわちカオスについて検討する。
これらのいくつかは、エネルギーレベルのスペーシング統計とともに、カオスの量子シグネチャとみなすことができると結論付けている。
- 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: A Kerr-nonlinear parametric oscillator (KPO) can generate a quantum
superposition of two oscillating states, known as a Schr\"{o}dinger cat state,
via quantum adiabatic evolution, and can be used as a qubit for gate-based
quantum computing and quantum annealing. In this work, we investigate complex
dynamics, i.e., chaos, in two coupled nondissipative KPOs at a few-photon
level. After showing that a classical model for this system is nonintegrable
and consequently exhibits chaotic behavior, we provide quantum counterparts for
the classical results, which are quantum versions of the Poincar\'{e} surface
of section and its lower-dimensional version defined with time integrals of the
Wigner and Husimi functions, and also the initial and long-term behavior of
out-of-time-ordered correlators. We conclude that some of them can be regarded
as quantum signatures of chaos, together with energy-level spacing statistics
(conventional signature). Thus, the system of coupled KPOs is expected to offer
not only an alternative approach to quantum computing, but also a promising
platform for the study on quantum chaos.
- Abstract（参考訳）: KPO(Kerr-nonlinear parametric oscillator)は、2つの振動状態の量子重ね合わせ(Schr\"{o}dinger cat state)を量子アダイバティック進化(quantum adiabatic evolution)によって生成し、ゲートベースの量子コンピューティングと量子アニールのための量子ビットとして使用することができる。
本研究では、数光子レベルでの2つの結合非散逸KPOにおけるカオスという複雑なダイナミクスについて検討する。
このシステムの古典的モデルが可積分であり、結果としてカオス的な振る舞いを示すことを示した後、古典的な結果に対して量子的対応を示し、それは区間のポアンカー・マイン曲面の量子バージョンであり、その低次元バージョンはウィグナー関数とフジミ関数の時間積分で定義される。
それらのいくつかは、エネルギーレベルの間隔統計(コンベンショナルシグネチャ)とともに、カオスの量子シグネチャと見なすことができると結論づける。
したがって、結合kposのシステムは、量子コンピューティングの代替的なアプローチを提供するだけでなく、量子カオスの研究に有望なプラットフォームを提供するものと期待されている。
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