論文の概要: Universal control of a bosonic mode via drive-activated native cubic interactions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.15320v2
• Date: Fri, 22 Sep 2023 08:22:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-25 17:53:22.160324
• Title: Universal control of a bosonic mode via drive-activated native cubic interactions
• Title（参考訳）: 駆動活性化立方体相互作用によるボゾンモードの普遍制御
• Authors: Axel M. Eriksson, Th\'eo S\'epulcre, Mikael Kervinen, Timo Hillmann, Marina Kudra, Simon Dupouy, Yong Lu, Maryam Khanahmadi, Jiaying Yang, Claudia Castillo Moreno, Per Delsing and Simone Gasparinetti
• Abstract要約: 線形ボソニックモードは、量子情報処理のハードウェア効率の良い代替手段を提供する。 フォトニクスにおける非線形性の欠如は、測定に基づく量子コンピューティングの符号化につながった。 超伝導非線形非対称誘導素子からなるボソニックモードの普遍制御を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3273124984242396
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Linear bosonic modes offer a hardware-efficient alternative for quantum information processing but require access to some nonlinearity for universal control. The lack of nonlinearity in photonics has led to encoded measurement-based quantum computing, which rely on linear operations but requires access to resourceful ('nonlinear') quantum states, such as cubic phase states. In contrast, superconducting microwave circuits offer engineerable nonlinearities but suffer from static Kerr nonlinearity. Here, we demonstrate universal control of a bosonic mode composed of a superconducting nonlinear asymmetric inductive element (SNAIL) resonator, enabled by native nonlinearities in the SNAIL element. We suppress static nonlinearities by operating the SNAIL in the vicinity of its Kerr-free point and dynamically activate nonlinearities up to third order by fast flux pulses. We experimentally realize a universal set of generalized squeezing operations, as well as the cubic phase gate, and exploit them to deterministically prepare a cubic phase state in 60 ns. Our results initiate the experimental field of universal continuous-variables quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 線形ボソニックモードは、量子情報処理のハードウェア効率の良い代替手段を提供するが、普遍制御にはいくつかの非線形性を必要とする。 フォトニクスにおける非線形性の欠如は、線形演算に依存するが立方晶相状態のような(非線形な)量子状態へのアクセスを必要とする、計測に基づく量子コンピューティングの符号化につながった。 対照的に、超伝導マイクロ波回路は設計可能な非線形性を提供するが、静的カー非線形性に苦しむ。 本稿では,超伝導非線形非対称誘導素子(SNAIL)共振器からなるボソニックモードの普遍制御を,SNAIL素子のネイティブ非線形性によって実現した。 我々は,Kerrフリー点付近でSNAILを動作させることで静的非線形性を抑え,高速フラックスパルスにより3次まで動的に非線形性を活性化する。 一般化されたスキューズ操作の普遍的集合と立方相ゲートを実験的に実現し,60 nsの立方相状態の定式化に利用した。 この結果から,ユニバーサル連続変数量子コンピューティングの実験分野が開始された。

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