論文の概要: Unified linear response theory of quantum electronic circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.17399v2
• Date: Wed, 29 May 2024 21:44:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-31 23:42:43.691120
• Title: Unified linear response theory of quantum electronic circuits
• Title（参考訳）: 量子電子回路の統一線形応答理論
• Authors: L. Peri, M. Benito, C. J. B. Ford, M. F. Gonzalez-Zalba,
• Abstract要約: 我々は、量子的挙動と緩和と軽視によってもたらされる非単体効果の両方を捉える統一理論を開発する。 我々は,2重量子ドット電荷量子ビットとマヨラナ量子ビットに適用し,アディバティックから共鳴,コヒーレントから非コヒーレントまで連続的にシステムを記述する能力を示す。 我々のモデルは、ハイブリッド量子古典回路の設計を容易にし、量子ビット制御と量子状態の読み出しをシミュレーションする。
• 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: Modelling the electrical response of multi-level quantum systems at finite frequency has been typically performed in the context of two incomplete paradigms: (i) input-output theory, which is valid at any frequency but neglects dynamic losses, and (ii) semiclassical theory, which captures well dynamic dissipation effects but is only accurate at low frequencies. Here, we develop a unifying theory, valid for arbitrary frequencies, that captures both the quantum behaviour and the non-unitary effects introduced by relaxation and dephasing. The theory allows a multi-level system to be described by a universal small-signal equivalent circuit model, a resonant RLC circuit, whose topology only depends on the number of energy levels. We apply our model to a double quantum-dot charge qubit and a Majorana qubit, showing the capability to continuously describe the systems from adiabatic to resonant and from coherent to incoherent, suggesting new and realistic experiments for improved quantum state readout. Our model will facilitate the design of hybrid quantum-classical circuits and the simulation of qubit control and quantum state readout.
• Abstract（参考訳）: 有限周波数での多レベル量子系の電気応答のモデル化は、典型的には2つの不完全パラダイムの文脈で行われてきた。 (i)任意の周波数で有効であるが、動的損失を無視する入出力理論及び (II)半古典理論は、よくダイナミックな散逸効果を捉えるが、低周波数でのみ正確である。 ここでは、任意の周波数に有効な統一理論を開発し、緩和と強調によってもたらされる量子的振る舞いと非一意的効果の両方を捉える。 この理論により、マルチレベルシステムは、エネルギー準位にのみ依存する共振性RCC回路の普遍的な小信号等価回路モデルによって記述できる。 我々は,2重量子ドット電荷量子ビットとマヨラナ量子ビットに適用し,アディバティックから共鳴,コヒーレントから非コヒーレントまで連続的にシステムを記述する能力を示し,量子状態の読み出しを改善するための新しい現実的な実験を提案する。 我々のモデルは、ハイブリッド量子古典回路の設計を容易にし、量子ビット制御と量子状態の読み出しをシミュレーションする。

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