論文の概要: Multi-squeezed state generation and universal bosonic control via a driven quantum Rabi model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.07958v1
• Date: Fri, 16 Sep 2022 14:18:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-26 09:36:17.654516
• Title: Multi-squeezed state generation and universal bosonic control via a driven quantum Rabi model
• Title（参考訳）: 駆動量子ラビモデルによる多列状態生成と普遍ボソニック制御
• Authors: Peter McConnell, Alessandro Ferraro, Ricardo Puebla
• Abstract要約: ボゾン自由度に対する普遍的な制御は、量子ベース技術の探求において鍵となる。 ここでは、駆動量子ラビモデルを介して、ボソニックモードの興味と相互作用する単一の補助的な2レベルシステムを考える。 ガウス門と非ガウス門の大きな類を決定論的に実現することは十分であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 68.8204255655161
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Universal control over a bosonic degree of freedom is key in the quest for quantum-based technologies. Such universal control requires however the ability to perform demanding non-Gaussian gates -- namely, higher-than-quadratic interactions at the level of the bosonic operators. Here we consider a single ancillary two-level system, interacting with the bosonic mode of interest via a driven quantum Rabi model, and show that it is sufficient to induce the deterministic realization of a large class of Gaussian and non-Gaussian gates, which in turn provide universal bosonic control. This scheme reduces the overhead of previous ancilla-based methods where long gate-sequences are required to generate highly populated targets. In fact, our method naturally yields the high-fidelity preparation of multi-squeezed states -- i.e., the high-order generalization of displaced and squeezed states -- which feature large phase-space Wigner negativities. The universal control is further illustrated by generating a cubic-phase gate. Finally, we address the resilience of the method in the presence of realistic noise. Due to the ubiquity of the considered interaction, our scheme might open new avenues in the design, preparation, and control of bosonic states in different setups.
• Abstract（参考訳）: ボゾン自由度に対する普遍的な制御は、量子ベース技術の探求において鍵となる。 しかし、このような普遍的な制御は、非ガウスゲート、すなわちボソニック作用素のレベルでより高次の相互作用を実行する能力を必要とする。 ここでは、駆動量子ラビモデルを介してボソニックモードの利子と相互作用する単一の補助的二段階系を考察し、ガウス門と非ガウス門の大きな類を決定論的に実現し、普遍的なボソニック制御を提供することを示す。 この方式は、人口密度の高いターゲットを生成するために長いゲートシーケンスを必要とする従来のアンシラ方式のオーバーヘッドを低減する。 実際、本手法は、多列状態、すなわち、大きな位相空間 Wigner Negativities を特徴とする多列状態の高次一般化を自然に生成する。 この普遍制御は、立方体相ゲートを生成することでさらに図示される。 最後に,現実的な雑音の存在下での手法のレジリエンスに対処する。 相互作用が多様であるので、我々の計画は異なる設定でボゾン状態の設計、準備、制御において新しい道を開くかもしれない。

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