論文の概要: Soliton versus single photon quantum dynamics in arrays of superconducting qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.06627v2
• Date: Tue, 18 Jul 2023 06:06:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-19 19:27:05.125024
• Title: Soliton versus single photon quantum dynamics in arrays of superconducting qubits
• Title（参考訳）: 超伝導量子ビット配列におけるソリトン対単一光子量子力学
• Authors: Ben Blain, Giampiero Marchegiani, Juan Polo, Gianluigi Catelani, and Luigi Amico
• Abstract要約: 容量結合トランスモン量子ビットの配列は、魅力的なオンサイト相互作用を持つBose-Hubbardモデルを自然に実装する。 ここでは、これらの明るいソリトンをシステムに固定できることを示し、その形状を維持しながらソリトンが動くことを発見した。 対照的に、光子のソース・アンド・ドレイン輸送は、明るいソリトンよりも高いエネルギーを持つ拡張状態を通して起こる。
• 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: Superconducting circuits constitute a promising platform for future implementation of quantum processors and simulators. Arrays of capacitively coupled transmon qubits naturally implement the Bose-Hubbard model with attractive on-site interaction. The spectrum of such many-body systems is characterised by low-energy localised states defining the lattice analog of bright solitons. Here, we demonstrate that these bright solitons can be pinned in the system, and we find that a soliton moves while maintaining its shape. Its velocity obeys a scaling law in terms of the combined interaction and number of constituent bosons. In contrast, the source-to-drain transport of photons through the array occurs through extended states that have higher energy compared to the bright soliton. For weak coupling between the source/drain and the array, the populations of the source and drain oscillate in time, with the chain remaining nearly unpopulated at all times. Such a phenomenon is found to be parity dependent. Implications of our results for the actual experimental realisations are discussed.
• Abstract（参考訳）: 超伝導回路は量子プロセッサとシミュレータの将来実装に有望なプラットフォームである。 容量結合トランスモン量子ビットの配列は、魅力的なオンサイト相互作用を持つBose-Hubbardモデルを自然に実装する。 このような多体系のスペクトルは、明るいソリトンの格子アナログを定義する低エネルギー局在状態によって特徴づけられる。 ここでは、これらの明るいソリトンをシステムに固定できることを示し、その形状を維持しながらソリトンが動くことを発見した。 その速度は、結合相互作用と構成ボソンの数の観点から、スケーリング則に従う。 対照的に、アレイを通る光子のソース-ドレイン輸送は、明るいソリトンよりも高いエネルギーを持つ拡張状態を通じて起こる。 ソース/ドレインと配列の間の弱い結合のために、ソースとドレインの個体数は時間的に振動し、チェーンは常時ほぼ無人口のままである。 このような現象はパリティに依存している。 実験実現に向けた実験結果の意義について考察した。

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