論文の概要: Quantum control and noise protection of a Floquet $0-\pi$ qubit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.05601v1
- Date: Wed, 12 Apr 2023 04:19:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-13 16:06:14.468427
- Title: Quantum control and noise protection of a Floquet $0-\pi$ qubit
- Title（参考訳）: Floquet $0-\pi$ qubitの量子制御とノイズ保護
- Authors: Zhaoyou Wang, Amir H. Safavi-Naeini
- Abstract要約: メカニカルカピッツァ振り子の超伝導回路アナログであるフロケ量子ビットを提案する。
dissipation は Floquet qubit サブスペースからリークを引き起こす。
量子ビット計測のためのハードウェア効率のよい蛍光法を提案する。
- 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: Time-periodic systems allow engineering new effective Hamiltonians from
limited physical interactions. For example, the inverted position of the
Kapitza pendulum emerges as a stable equilibrium with rapid drive of its pivot
point. In this work, we propose the $\textit{Kapitzonium}$: a Floquet qubit
that is the superconducting circuit analog of a mechanical Kapitza pendulum.
Under periodic driving, the emerging qubit states are exponentially protected
against bit and phase flips caused by dissipation, which is the primary source
of decoherence of current qubits. However, we find that dissipation causes
leakage out of the Floquet qubit subspace. We engineer a passive cooling scheme
to stabilize the qubit subspace, which is crucial for high fidelity quantum
control under dissipation. Furthermore, we introduce a hardware-efficient
fluorescence-based method for qubit measurement and discuss the experimental
implementation of the Floquet qubit. The proposed Kapitzonium is one of the
simplest Floquet qubits that can be realized with current technology -- and it
already has many intriguing features and capabilities. Our work provides the
first steps to develop more complex Floquet quantum systems from the ground up
to realize large-scale protected engineered dynamics.
- Abstract（参考訳）: 時間周期系は、限られた物理的相互作用から新しい効果的なハミルトニアンを設計できる。
例えば、カピツァ振り子の反転位置は、ピボット点の高速駆動と安定な平衡として現れる。
本稿では,機械式Kapitza振り子の超伝導回路アナログであるFloquet qubitを$\textit{Kapitzonium}$として提案する。
周期駆動では、出現する量子ビット状態は、現在の量子ビットのデコヒーレンスの原因である散逸に起因するビットと位相フリップに対して指数関数的に保護される。
しかし,Floquet qubit 部分空間から散逸が漏れることが判明した。
送電時の高忠実度量子制御に不可欠な量子ビット部分空間を安定化するために, 受動的冷却方式を考案した。
さらに,量子ビット計測のためのハードウェア効率の高い蛍光法を紹介し,フロッケ量子ビットの実験的実装について考察する。
提案されたkapitzoniumは、現在の技術で実現可能な最も単純なフロッケキュービットの1つであり、すでに多くの興味深い機能と機能を持っている。
我々の研究は、大規模に保護されたエンジニアリングダイナミクスを実現するために、より複雑なフロケ量子システムをゼロから開発する最初のステップを提供する。
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