論文の概要: Qubit Coupling to Reservoir Modes: Engineering the Circuitry to Enhance
the Coherence Time
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.13361v1
- Date: Thu, 26 May 2022 13:42:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-11 16:36:55.019606
- Title: Qubit Coupling to Reservoir Modes: Engineering the Circuitry to Enhance
the Coherence Time
- Title（参考訳）: 量子ビット結合と貯水池モード:コヒーレンス時間向上のための回路設計
- Authors: Ahmad Salmanogli
- Abstract要約: 主目的は、特に回路効果のために、量子ビットの劣化と崩壊率を理論的に計算することである。
崩壊速度は、キュービットコンデンサのような回路素子や、より重要なのは、キュービットと貯留モードの間のカップリングコンデンサに強く影響を受ける。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this study, a circuitry model of the coupling of a qubit to reservoir
modes is defined to clearly determine the effect of the reservoir modes on the
qubit decay and dephasing rates. The main goal is to theoretically calculate
the dephasing and decay rate of a qubit, particularly due to the circuitry
effect. Firstly, the Hamiltonian of the system (coupling of a qubit to the
reservoir modes) is defined and used to derive the time evolution of the
density matrix for the qubit energy levels. By calculating the qubit level
density evolutions, one can estimate at which frequency the maximum coupling
occurs and, in addition, knows about the role of the electromagnetic bias in
the qubit. Secondly, the qubit decay rate is theoretically derived. The results
show that the decay rate is strongly affected by circuitry elements such as the
qubit capacitor and, more importantly, the coupling capacitor between the qubit
and the reservoir modes. As the main result, it is shown that the slight
decrease in the coupling capacitors significantly affects the relaxation time
even more than the qubit capacitor. Consequently, the dephasing rate, which is
the effect of the reservoir modes on the transition frequency of the qubit, is
theoretically examined using the Heisenberg-Langevin equation. Finally, by
transforming the Heisenberg-Langevin equations into the Fourier domain, the
number of photons of the qubit due to coupling to reservoir modes are
calculated. This is considered to be the photons generated in the qubit owing
to the noise effect. This term significantly influences the qubit coherence
time.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, 量子ビットと貯水池モードのカップリングの回路モデルを定義し, 貯水池モードが量子ビットの減衰と劣化率に及ぼす影響を明確に決定する。
主な目的は、特に回路効果により、量子ビットのデファスメントと減衰率を理論的に計算することである。
まず、系のハミルトニアン(量子ビットと貯水モードとの結合)を定義し、量子ビットエネルギー準位に対する密度行列の時間発展を導出する。
量子ビットレベル密度の進化を計算することで、最大結合の発生頻度を推定することができ、また、量子ビットにおける電磁バイアスの役割を知ることができる。
第二に、クォービット崩壊速度は理論的に導出される。
その結果,qubitキャパシタなどの回路素子や,さらに重要なことに,qubitモードとリザーバモードとの間の結合コンデンサの影響を強く受けていることがわかった。
その結果, カップリングキャパシタのわずかな減少は, qubitキャパシタよりも緩和時間に大きく影響することがわかった。
その結果, 貯水池モードがクビットの遷移周波数に与える影響を, ハイゼンベルク・ランゲヴィン方程式を用いて理論的に検討した。
最後に、ハイゼンベルク・ランゲバン方程式をフーリエ領域に変換することにより、貯水池モードへの結合による量子ビットの光子数を算出する。
これはノイズ効果によりキュービットで生成される光子であると考えられている。
この用語はクビットコヒーレンス時間に大きく影響する。
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