論文の概要: Beyond hard-core bosons in transmon arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.05958v2
• Date: Wed, 7 Sep 2022 08:05:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-13 09:47:07.559494
• Title: Beyond hard-core bosons in transmon arrays
• Title（参考訳）: トランスモンアレイにおけるハードコアボソンの超越
• Authors: Olli Mansikkam\"aki, Sami Laine, Atte Piltonen, Matti Silveri
• Abstract要約: 本稿では,高次退化理論に基づく結合トランモンの高励起状態の有効ユニタリダイナミクスを記述するための枠組みを提案する。 我々の例では、明快さのために一次元のトランモン鎖を扱うが、この理論はより一般的な幾何学にも容易に適用できる。
• 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: Arrays of transmons have proven to be a viable medium for quantum information science and quantum simulations. Despite their widespread popularity as qubit arrays, there remains yet untapped potential beyond the two-level approximation or, equivalently, the hard-core boson model. With the higher excited levels included, coupled transmons naturally realize the attractive Bose-Hubbard model. The dynamics of the model has been difficult to study due to unfavorable scaling of the dimensionality of the Hilbert space with the system size. In this work, we present a framework for describing the effective unitary dynamics of highly-excited states of coupled transmons based on high-order degenerate perturbation theory. This allows us to describe various collective phenomena -- such as bosons stacked onto a single site behaving as a single particle, edge-localization, and effective longer-range interactions -- in a unified, compact and accurate manner. While our examples deal with one-dimensional chains of transmons for the sake of clarity, the theory can be readily applied to more general geometries.
• Abstract（参考訳）: トランスモンの配列は、量子情報科学と量子シミュレーションのための有効な媒体であることが証明されている。 クビットアレイとして広く普及しているにもかかわらず、2レベル近似や同等のハードコアボソンモデル以外のポテンシャルはいまだ残っていない。 高い励起レベルを含むことで、結合トランスモンは自然に魅力的なBose-Hubbardモデルを実現する。 モデルの力学は、ヒルベルト空間の次元と系の大きさのスケーリングが不利であるため、研究が困難である。 本研究では,高次縮退摂動理論に基づく結合トランスモンの高励起状態の有効ユニタリダイナミクスを記述するための枠組みを提案する。 これにより、単一部位に重なり単一の粒子として振る舞うボソン、エッジローカライゼーション、効果的な長距離相互作用など、様々な集合現象を、統一的でコンパクトで正確な方法で記述することができる。 我々の例は明快さのために一次元のトランスモン鎖を扱うが、理論はより一般的な幾何学に容易に適用できる。

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