論文の概要: Multimode physics of the unimon circuit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.09732v1
- Date: Mon, 18 Sep 2023 12:54:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-19 13:31:52.558123
- Title: Multimode physics of the unimon circuit
- Title（参考訳）: ユニモン回路のマルチモード物理
- Authors: Sasu Tuohino, Vasilii Vadimov, Wallace S. Teixeira, Tommi Malmelin,
Matti Silveri, Mikko M\"ott\"onen
- Abstract要約: 超伝導半波長共振器を両端に接地し、ジョセフソン接合を1つ含むと考える。
有望な最初の実験結果に触発されて、単調回路の多モード物理を詳細に理解するための理論的および数値モデルを開発した。
- 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 superconducting half-wavelength resonator that is grounded at
its both ends and contains a single Josephson junction. Previously this circuit
was considered as a unimon qubit in the single-mode approximation where
dc-phase-biasing the junction to $\pi$ leads to increased anharmonicity and
99.9% experimentally observed single-qubit gate fidelity. Inspired by the
promising first experimental results, we develop here a theoretical and
numerical model for the detailed understanding of the multimode physics of the
unimon circuit. To this end, first, we consider the high-frequency modes of the
unimon circuit and find that even though these modes are at their ground state,
they imply a significant renormalization to the Josephson energy. We introduce
an efficient method how the relevant modes can be fully taken into account and
show that unexcited high-lying modes lead to corrections in the qubit energy
and anharmonicity. Interestingly, provided that the junction is offset from the
middle of the circuit, we find strong cross-Kerr coupling strengths between a
few low-lying modes. This observation paves the way for the utilization of the
multimode structure, for example, as several qubits embedded into a single
unimon circuit.
- Abstract（参考訳）: 超伝導半波長共振器を両端に接地し、ジョセフソン接合を1つ含むと考える。
以前は、この回路は単モード近似の単一量子ビットと見なされ、dc相が結合を$$\pi$にバイアスすることで非調和性が増加し、99.9%の実験的に観察された。
有望な最初の実験結果に触発されて、単調回路の多モード物理を詳細に理解するための理論的および数値モデルを開発した。
この目的のために、まず、単調回路の高周波モードを検討し、これらのモードがその基底状態にあるとしても、ジョセフソンエネルギーに対する顕著な再正規化を示唆する。
そこで本研究では,関連するモードを十分に考慮した効率的な手法を提案し,非励起高次モードが量子エネルギーと非調和性の補正につながることを示す。
興味深いことに、ジャンクションが回路の中央からオフセットされていることを考えると、いくつかの低層モード間の強いクロスカー結合強度が見つかる。
この観察は、例えば複数の量子ビットが1つのユニモン回路に埋め込まれるなど、マルチモード構造の利用の道を開く。
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