論文の概要: A quantum fluctuation description of charge qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.13351v1
• Date: Wed, 26 Apr 2023 07:43:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-27 15:08:43.936898
• Title: A quantum fluctuation description of charge qubits
• Title（参考訳）: 電荷量子ビットの量子揺らぎ記述
• Authors: F. Benatti, F. Carollo, R. Floreanini, H. Narnhofer, F. Valiera
• Abstract要約: 超伝導回路の特定の例として、コンデンサとジョセフソン接合からなるいわゆる電荷量子ビットを考える。 我々は、回路の量子的挙動を管理するハミルトニアンを、多数の準スピンの極限で導いた。
• 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: We consider a specific instance of a superconducting circuit, the so-called charge-qubit, consisting of a capacitor and a Josephson junction. Starting from the microscopic description of the latter in terms of two tunneling BCS models in the strong-coupling quasi-spin formulation, we derive the Hamiltonian governing the quantum behavior of the circuit in the limit of a large number $N$ of quasi-spins. Our approach relies on the identification of suitable quantum fluctuations, i.e. of collective quasi-spin operators, which account for the presence of fluctuation operators in the superconducting phase that retain a quantum character in spite of the large-$N$ limit. We show indeed that these collective quantum fluctuations generate the Heisenberg algebra on the circle and that their dynamics reproduces the one of the quantized charge-qubit, without the need of a phenomenological ``third quantization'' of a semiclassically inspired model. As a byproduct of our derivation, we explicitly obtain the temperature dependence of the junction critical Josephson current in the strong coupling regime, a result which is not directly accessible using standard approximation techniques.
• Abstract（参考訳）: 超伝導回路の特定の例として、コンデンサとジョセフソン接合からなるいわゆる電荷量子ビットを考える。 強結合準スピン定式化における2つのトンネルbcsモデルの観点からの後者の微視的記述から始まり、我々は回路の量子挙動を制御しているハミルトニアンを、多数の準スピンの上限で導出する。 提案手法は,大容量のN$制限にもかかわらず量子特性を保持する超伝導相におけるゆらぎ作用素の存在を考慮に入れた,集合準スピン作用素の適切な量子ゆらぎの同定に依存する。 これらの集合的量子揺らぎが円上のハイゼンベルク代数を生成し、それらのダイナミクスが半古典的インスパイアされたモデルの表現論的「第3の量子化」を必要とせずに量子化された電荷量子ビットの1つを再現することを示す。 導出の副産物として, 強い結合状態における接合臨界ジョセフソン電流の温度依存性を明確化し, 標準近似法では直接アクセスできない結果を得た。

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