論文の概要: Maxwell-Schr\"{o}dinger Modeling of Superconducting Qubits Coupled to
Transmission Line Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.07923v2
- Date: Mon, 1 May 2023 23:24:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-03 17:43:44.027634
- Title: Maxwell-Schr\"{o}dinger Modeling of Superconducting Qubits Coupled to
Transmission Line Networks
- Title（参考訳）: 伝送線路網に結合した超電導量子ビットのMaxwell-Schr\{o}dingerモデリング
- Authors: Thomas E. Roth and Samuel T. Elkin
- Abstract要約: 超伝導回路量子情報技術では、量子ビット状態の制御と測定に古典的なマイクロ波パルスが用いられる。
現在、これらのマイクロ波パルスの設計は、量子ビット状態が印加されたマイクロ波パルスをどのように修飾するかの自己整合相互作用を考慮しない単純な理論または数値モデルを用いている。
半古典的なMaxwell-Schr"odinger法の定式化と有限要素時間領域の離散化を、これらの自己整合ダイナミクスを記述するために提案する。
- 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: In superconducting circuit quantum information technologies, classical
microwave pulses are applied to control and measure the qubit states.
Currently, the design of these microwave pulses use simple theoretical or
numerical models that do not account for the self-consistent interactions of
how the qubit state modifies the applied microwave pulse. In this work, we
present the formulation and finite element time domain discretization of a
semiclassical Maxwell-Schr\"{o}dinger method for describing these
self-consistent dynamics for the case of a superconducting qubit capacitively
coupled to a general transmission line network. We validate the proposed method
by characterizing key effects related to common control and measurement
approaches for transmon and fluxonium qubits in systems that are amenable to
theoretical analysis. Our numerical results also highlight scenarios where
including the self-consistent interactions are essential. By treating the
microwaves classically, our method is substantially more efficient than
fully-quantum methods for the many situations where the quantum statistics of
the microwaves are not needed. Further, our approach does not require any
reformulations when the transmission line system is modified. In the future,
our method can be used to rapidly explore broader design spaces to search for
more effective control and measurement protocols for superconducting qubits.
- Abstract（参考訳）: 超伝導回路量子情報技術では、量子ビット状態の制御と測定に古典的なマイクロ波パルスが用いられる。
現在、これらのマイクロ波パルスの設計は、量子ビット状態がどのようにマイクロ波パルスを修飾するかの自己整合的な相互作用を考慮しない単純な理論または数値モデルを用いている。
本稿では,超伝導量子ビットが一般伝送線路網に容量結合した場合の,これらの自己整合ダイナミクスを記述するための半古典的なMaxwell-Schr\"{o}dinger法の定式化と有限要素時間領域の離散化について述べる。
理論解析に適したシステムにおいて,トランスモンおよびフラックスニウム量子ビットの共通制御および測定手法に関連する鍵効果を特徴付けることにより,提案手法を検証する。
私たちの数値結果は、自己整合的な相互作用が不可欠であるシナリオも強調する。
マイクロ波を古典的に扱うことで、マイクロ波の量子統計が不要な多くの状況において、本手法は完全量子法よりもはるかに効率的である。
さらに,送信線システムを変更する際には,いかなる変更も必要としない。
将来的には,超伝導量子ビットのより効率的な制御および測定プロトコルを探索するために,より広い設計空間を迅速に探究することができる。
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