論文の概要: The squeezed Kerr oscillator: spectral kissing and phase-flip robustness
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.03934v1
- Date: Thu, 8 Sep 2022 17:21:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-27 07:55:17.282585
- Title: The squeezed Kerr oscillator: spectral kissing and phase-flip robustness
- Title（参考訳）: スクイーズドカー発振器:スペクトルキスと位相変動のロバスト性
- Authors: Nicholas E. Frattini, Rodrigo G. Corti\~nas, Jayameenakshi
Venkatraman, Xu Xiao, Qile Su, Chan U Lei, Benjamin J. Chapman, Vidul R.
Joshi, S. M. Girvin, Robert J. Schoelkopf, Shruti Puri, and Michel H. Devoret
- Abstract要約: 基本量子光学モデルKerr発振器を実現する。
初めて10番目の励起状態に分解する。
この基底状態多様体で符号化されたKerr-cat量子ビットを考えると、初めて99%を超える量子非退化可読性を達成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: By applying a microwave drive to a specially designed Josephson circuit, we
have realized an elementary quantum optics model, the squeezed Kerr oscillator.
This model displays, as the squeezing amplitude is increased, a cross-over from
a single ground state regime to a doubly-degenerate ground state regime. In the
latter case, the ground state manifold is spanned by Schr\"odinger-cat states,
i.e. quantum superpositions of coherent states with opposite phases. For the
first time, having resolved up to the tenth excited state in a spectroscopic
experiment, we confirm that the proposed emergent static effective Hamiltonian
correctly describes the system, despite its driven character. We also find that
the lifetime of the coherent state components of the cat states increases in
steps as a function of the squeezing amplitude. We interpret the staircase
pattern as resulting from pairwise level kissing in the excited state spectrum.
Considering the Kerr-cat qubit encoded in this ground state manifold, we
achieve for the first time quantum nondemolition readout fidelities greater
than 99%, and enhancement of the phase-flip lifetime by more than two orders of
magnitude, while retaining universal quantum control. Our experiment
illustrates the crucial role of parametric drive Hamiltonian engineering for
hardware-efficient quantum computation.
- Abstract（参考訳）: 特別に設計されたジョセフソン回路にマイクロ波駆動を適用することで、初等量子光学モデルであるスクイーズドカー発振器を実現する。
このモデルは、スクイーズ振幅が増加するにつれて、単一基底状態レジームから二重縮退基底状態レジームへのクロスオーバーを表示する。
後者の場合、基底状態多様体はSchr\"odinger-cat状態、すなわち反対の位相を持つコヒーレント状態の量子重ね合わせによって分割される。
はじめて、分光実験で10番目の励起状態に到達し、提案された創発的静的ハミルトニアンが、その駆動特性にもかかわらずシステムを正しく記述していることを確認した。
また, 猫状態のコヒーレント状態成分の寿命は, スクイーズ振幅の関数として段階的に増加することがわかった。
我々は階段のパターンを励起状態スペクトルにおけるペアレベルのキスの結果であると解釈する。
この基底状態多様体に符号化されたKerr-cat量子ビットを考えると、初めて99%以上の量子非退化可読性を実現し、普遍的な量子制御を維持しながら2桁以上の位相フリップ寿命を向上する。
本実験は、ハードウェア効率の量子計算におけるパラメトリック駆動ハミルトニアン工学の重要な役割を示す。
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