論文の概要: Engineering Strong Beamsplitter Interaction between Bosonic Modes via
Quantum Optimal Control Theory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.15573v2
- Date: Wed, 20 Apr 2022 16:12:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-06 07:00:23.171059
- Title: Engineering Strong Beamsplitter Interaction between Bosonic Modes via
Quantum Optimal Control Theory
- Title（参考訳）: 量子最適制御理論によるボソニックモード間の強いビームスプリッター相互作用
- Authors: Daniel Basilewitsch, Yaxing Zhang, S. M. Girvin, Christiane P. Koch
- Abstract要約: 2つのキャビティ間のビームスプリッタ相互作用を改善するために、量子最適制御理論をどのように利用できるかを示す。
その結果, 2-tone プロトコルを 3-tone プロトコルで置き換えることによって, ビームスプリッタの効率が向上することがわかった。
最適化されたドライブを実験的に実現しつつ、勾配に基づく最適化により3音プロトコルをさらに改善する方法を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In continuous-variable quantum computing with qubits encoded in the
infinite-dimensional Hilbert space of bosonic modes, it is a difficult task to
realize strong and on-demand interactions between the qubits. One option is to
engineer a beamsplitter interaction for photons in two superconducting cavities
by driving an intermediate superconducting circuit with two continuous-wave
drives, as demonstrated in a recent experiment. Here, we show how quantum
optimal control theory (OCT) can be used in a systematic way to improve the
beamsplitter interaction between the two cavities. We find that replacing the
two-tone protocol by a three-tone protocol accelerates the effective
beamsplitter rate between the two cavities. The third tone's amplitude and
frequency are determined by gradient-free optimization and make use of
cavity-transmon sideband couplings. We show how to further improve the
three-tone protocol via gradient-based optimization while keeping the optimized
drives experimentally feasible. Our work exemplifies how to use OCT to
systematically improve practical protocols in quantum information applications.
- Abstract（参考訳）: ボソニックモードの無限次元ヒルベルト空間にエンコードされた量子ビットを持つ連続変数量子コンピューティングでは、量子ビット間の強力かつオンデマンドな相互作用を実現することが難しい。
最近の実験で示されたように、中間超伝導回路を2つの連続波駆動で駆動することで、2つの超伝導キャビティ内の光子のビームスプリッター相互作用を設計する。
本稿では,2つのキャビティ間のビームスプリッタ相互作用を改善するために,量子最適制御理論(OCT)を体系的に利用する方法を示す。
二音プロトコルを三音プロトコルに置き換えることで、2つのキャビティ間の効果的なビームスプリッターレートが加速されることが判明した。
第3音の振幅と周波数は勾配のない最適化によって決定され、キャビティ-トランモン側バンド結合を用いる。
最適化されたドライブを実験的に実現しつつ、勾配に基づく最適化により3音プロトコルをさらに改善する方法を示す。
量子情報応用における実用的なプロトコルを体系的に改善する方法を例示する。
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