論文の概要: Nonlinear response theory for lossy superconducting quantum circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.15802v1
- Date: Tue, 24 Oct 2023 12:53:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-25 18:39:03.462070
- Title: Nonlinear response theory for lossy superconducting quantum circuits
- Title（参考訳）: 損失超伝導量子回路の非線形応答理論
- Authors: V. Vadimov, M. Xu, J. T. Stockburger, J. Ankerhold, and M.
M\"ott\"onen
- Abstract要約: 損失の少ない超伝導量子回路に対して,数値的かつ計算学的に実現可能な非線形応答理論を導入する。
我々はドライブの存在下での弱い結合近似を導出し、超伝導量子ビットの分散可読性の研究を通じて、フォーマリズムの適用性を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce a numerically exact and yet computationally feasible nonlinear
response theory developed for lossy superconducting quantum circuits based on a
framework of quantum dissipation in a minimally extended state space. Starting
from the Feynman--Vernon path integral formalism for open quantum systems with
the system degrees of freedom being the nonlinear elements of the circuit, we
eliminate the temporally non-local influence functional of all linear elements
by introducing auxiliary harmonic modes with complex-valued frequencies coupled
to the non-linear degrees of freedom of the circuit. In our work, we propose a
concept of time-averaged observables, inspired by experiment, and provide an
explicit formula for producing their quasiprobability distribution.
Furthermore, we systematically derive a weak-coupling approximation in the
presence of a drive, and demonstrate the applicability of our formalism through
a study on the dispersive readout of a superconducting qubit. The developed
framework enables a comprehensive fully quantum-mechanical treatment of
nonlinear quantum circuits coupled to their environment, without the
limitations of typical approaches to weak dissipation, high temperature, and
weak drive. Furthermore, we discuss the implications of our findings to the
quantum measurement theory.
- Abstract（参考訳）: 最小拡張状態空間における量子散逸の枠組みに基づいて、損失超伝導量子回路向けに開発された数値的完全かつ計算可能な非線形応答理論を提案する。
系の自由度を回路の非線形要素とする開量子系に対するファインマン-ヴァーノン経路積分形式から始め、回路の自由度に結合した複素数値周波数を持つ補助調和モードを導入することにより、すべての線形要素の時間的非局所的影響関数を除去する。
本研究では,実験から着想を得た平均観測値の概念を提案し,その準確率分布を生成するための公式を提供する。
さらに,ドライブの存在下での弱い結合近似を系統的に導出し,超伝導量子ビットの分散可読化に関する研究を通じて,形式性の適用性を示す。
開発されたフレームワークは、弱い散逸、高温、弱い駆動への典型的なアプローチの制限なしに、その環境と結合した非線形量子回路の包括的完全量子力学的処理を可能にする。
さらに,本研究の量子計測理論への影響についても論じる。
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