論文の概要: Quantum dynamics of disordered arrays of interacting superconducting
qubits: signatures of quantum collective states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.14732v1
- Date: Mon, 29 Nov 2021 17:35:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-06 09:24:03.550794
- Title: Quantum dynamics of disordered arrays of interacting superconducting
qubits: signatures of quantum collective states
- Title（参考訳）: 相互作用する超伝導量子ビットの乱配列の量子力学:量子集合状態のシグネチャ
- Authors: M. V. Fistul, O. Neyenhuys, A. B. Bocaz and I. M. Eremin
- Abstract要約: 理論上,超伝導量子ビットアレイに生じる集合量子力学について検討する。
量子ビット間の弱い相互作用でさえ、集合励起状態の同時形成によって障害を克服することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study theoretically the collective quantum dynamics occurring in various
interacting superconducting qubits arrays (SQAs) in the presence of a spread of
individual qubit frequencies. The interaction is provided by mutual inductive
coupling between adjacent qubits (short-range Ising interaction) or inductive
coupling to a low-dissipative resonator (long-range exchange interaction). In
the absence of interaction the Fourier transform of temporal correlation
function of the total polarization ($z$-projection of the total spin), i.e. the
dynamic susceptibility $C(\omega)$, demonstrates a set of sharp small magnitude
resonances corresponding to the transitions of individual superconducting
qubits. We show that even a weak interaction between qubits can overcome the
disorder with a simultaneous formation of the collective excited states. This
collective behavior manifests itself by a single large resonance in
$C(\omega)$. In the presence of a weak non-resonant microwave photon field in
the low-dissipative resonator, the positions of dominant resonances depend on
the number of photons, i.e. the collective ac Stark effect. Coupling of an SQA
to the transmission line allows a straightforward experimental access of the
collective states in microwave transmission experiments and, at the same time,
to employ SQAs as sensitive single-photon detectors.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, 様々な相互作用する超伝導量子ビットアレイ (SQA) に生じる集合量子力学を, 個々の量子ビット周波数の拡散の存在下で理論的に検討する。
この相互作用は、隣接する量子ビット(短距離イジング相互作用)間の相互誘導結合または低散逸性共振器(長距離交換相互作用)への誘導結合によって提供される。
相互作用がない場合、全極化(全スピンのz$-投影)の時間相関関数のフーリエ変換(英語版)、すなわち動的感受性$C(\omega)$)は、個々の超伝導量子ビットの遷移に対応する鋭い小さな大きさの共鳴の集合を示す。
量子ビット間の弱い相互作用でさえ、集合励起状態の同時形成によって障害を克服できることを示す。
この集合的挙動は、$C(\omega)$の単一の大きな共鳴によって表される。
低消散性共振器における弱い非共鳴マイクロ波光子場の存在下では、支配的共鳴の位置は光子の数、すなわち集合的アクスターク効果に依存する。
透過線へのSQAの結合は、マイクロ波透過実験における集合状態の直接的な実験的アクセスを可能にし、同時に感度の高い単光子検出器としてSQAを使用する。
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