論文の概要: Analytical Quantum Full-Wave Solutions for a 3D Circuit Quantum Electrodynamics System

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.03033v1
• Date: Fri, 5 Jan 2024 19:15:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-09 20:45:01.008385
• Title: Analytical Quantum Full-Wave Solutions for a 3D Circuit Quantum Electrodynamics System
• Title（参考訳）: 3次元量子力学系のための解析量子フルウェーブソリューション
• Authors: Soomin Moon, Dong-Yeop Na, and Thomas E. Roth
• Abstract要約: 我々は超伝導回路量子デバイスのための最初の分析量子フルウェーブソリューションを作成する。 具体的には、共軸型3次元導波管キャビティをキャビティ内にトランスモン量子ビットを持たずに解析する。 将来的には,数値解析手法の検証や,現実的な3Dデバイスにおける重要な量子効果に関する直観の構築に利用することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: High-fidelity general-purpose numerical methods are increasingly needed to improve superconducting circuit quantum information processor performance. One challenge in developing such numerical methods is the lack of reference data to validate them. To address this, we have designed a 3D system where all electromagnetic properties needed in a quantum analysis can be evaluated using analytical techniques from classical electromagnetic theory. Here, we review the basics of our field-based quantization method and then use these techniques to create the first-ever analytical quantum full-wave solution for a superconducting circuit quantum device. Specifically, we analyze a coaxial-fed 3D waveguide cavity with and without transmon quantum bits inside the cavity. We validate our analytical solutions by comparing them to numerical methods in evaluating single photon interference and computing key system parameters related to controlling quantum bits. In the future, our analytical solutions can be used to validate numerical methods, as well as build intuition about important quantum effects in realistic 3D devices.
• Abstract（参考訳）: 超伝導回路量子情報プロセッサの性能向上には,高忠実度汎用数値法がますます必要である。 このような数値的手法を開発する上での課題は、それらを検証するための参照データの欠如である。 そこで我々は,古典的電磁理論から解析技術を用いて,量子解析に必要な電磁特性をすべて評価できる3Dシステムを開発した。 本稿では, 量子化法の基礎を概観し, これらの手法を用いて超伝導回路量子デバイスに対する解析的量子フルウェーブ解を初めて作成する。 具体的には、キャビティ内部にトランスモン量子ビットを含まない同軸導波路キャビティの解析を行う。 我々は、量子ビット制御に関連する単一光子干渉と鍵系パラメータの計算における数値計算法と比較することにより、解析解を検証する。 将来的には,数値解析手法の検証や,現実的な3Dデバイスにおける重要な量子効果に関する直観の構築に利用することができる。

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