論文の概要: Universal Control in Bosonic Systems with Weak Kerr Nonlinearities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.15783v1
- Date: Mon, 25 Dec 2023 18:17:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-27 16:29:46.414177
- Title: Universal Control in Bosonic Systems with Weak Kerr Nonlinearities
- Title（参考訳）: 弱カー非線形性を持つボソニック系の普遍制御
- Authors: Ming Yuan, Alireza Seif, Andrew Lingenfelter, David I. Schuster,
Aashish A. Clerk, Liang Jiang
- Abstract要約: 弱い単光子自己Kerr非線形性を持つ共振器は、理論的には、フォック状態がそれらの非線形性よりもはるかに大きい損失が存在する場合に備えるために用いられる。
これらの系は有限次元部分空間において任意の所望のゲート演算を達成するために制御できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.760890995142748
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Resonators with weak single-photon self-Kerr nonlinearities can theoretically
be used to prepare Fock states in the presence of a loss much larger than their
nonlinearities. Two necessary ingredients are large displacements and a
two-photon (parametric) drive. Here, we find that these systems can be
controlled to achieve any desired gate operation in a finite dimensional
subspace (whose dimensionality can be chosen at will). Moreover, we show that
the two-photon driving requirement can be relaxed and that full controllability
is achievable with only 1-photon (linear) drives. We make use of both
Trotter-Suzuki decompositions and gradient-based optimization to find control
pulses for a desired gate, which reduces the computational overhead by using a
small blockaded subspace. We also discuss the infidelity arising from input
power limitations in realistic settings, as well as from corrections to the
rotating-wave approximation. Our universal control protocol opens the
possibility for quantum information processing using a wide range of lossy
systems with weak nonlinearities.
- Abstract（参考訳）: 弱い単光子自己Kerr非線形性を持つ共振器は、理論的にはフォック状態がそれらの非線形性よりもはるかに大きい損失が存在する場合に備えるために用いられる。
2つの必要な材料は、大きな変位と2光子駆動である。
ここでは、これらの系は有限次元部分空間において任意の所望ゲート演算を達成するために制御できる(その次元性は任意に選択できる)。
さらに、2光子駆動要件を緩和し、1光子(線形)駆動のみで完全な制御性が達成可能であることを示す。
我々はトロッタースズキ分解と勾配に基づく最適化の両方を用いて所望のゲートの制御パルスを求める。
また、現実的な設定における入力電力制限による不確かさや、回転波近似による補正についても論じる。
我々の普遍制御プロトコルは、弱い非線形性を持つ幅広い損失系を用いた量子情報処理の可能性を開く。
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