論文の概要: Two-dimensional topological effect in a transmon qubit array with tunable couplings
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.02657v3
- Date: Wed, 24 Jul 2024 06:11:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-25 19:20:39.449409
- Title: Two-dimensional topological effect in a transmon qubit array with tunable couplings
- Title（参考訳）: 可変結合を持つトランスモン量子ビットアレイの二次元トポロジー効果
- Authors: Yan-Jun Zhao, Yu-Qi Wang, Yang Xue, Xun-Wei Xu, Yan-Yang Zhang, Wu-Ming Liu, Yu-xi Liu,
- Abstract要約: 誘導結合子を介する量子間相互作用を持つ超伝導トランスモン量子ビットの2乗格子構造について検討する。
立方体とカプラ間の誘導コーリングは、環境から放射されるフラックスノイズを威圧するために、グラディメータ形式に設計されることが示唆されている。
本稿では,波動関数の時間領域と空間領域のフロリエ変換に基づく位相帯域構造の測定方法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.358193602870173
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We investigate a square-lattice architecture of superconducting transmon qubits with inter-qubit interactions mediated by inductive couplers. Therein, the inductive couling between the qubit and couplers is suggested to be designed into the gradiometer form to intigimate the flux noise orginating from the environment. Via periodically modulating the couplers,the Abelian gauge potential, termed effective magnetic flux, can be synthesized artificially, making the system an excellent platform for simulating two-dimensional topological physics. In the simplest two-dimensional model, the double (or three-leg) ladder, the staggered vortex-Meissner phase transition different from that in the two-leg ladder can be found in the single-particle ground state as the effective magnetic flux varies. Besides, the large coupling ratio between the interleg and intraleg coupling strengths also makes the chiral current resemble squeezed sinusoidal functions. If the row number is further increased, the topological band structure anticipated at massive rows begins to occur even for a relatively small number of rows (ten or so for the considered parameters). This heralds a small circuit scale to observe the topological band. The edge state in the band gap is determined by the topological Chern number and can be calculated through integrating the Berry curvature with respect to the first Brillouin zone. Besides, we present a systematic method on how to measure the topological band structure based on time- and space-domain Frourier transformation of the wave function after properly excited. The result offers an avenue for simulating two-dimensional topological physics on the state-of-the-art superconducting quantum chips.
- Abstract（参考訳）: 誘導結合子を介する量子間相互作用を持つ超伝導トランスモン量子ビットの2乗格子構造について検討する。
そこで, クビットとカプラ間の誘導コーリングは, グラディメータ形状に設計され, 環境から発生するフラックスノイズを抑えることが示唆された。
カップラを周期的に変調するアベリアゲージポテンシャルは、有効磁束と呼ばれ、人工的に合成することができ、2次元トポロジカル物理をシミュレートするための優れたプラットフォームとなる。
最も単純な2次元モデルでは、実効的な磁束が変化するにつれて、単粒子基底状態において、2重(または3重)ラグにおいて、2重(または3重)ラグとスタッガード渦-マイスナー相転移が検出できる。
さらに、レグ間結合強度とレグ間カップリング強度との間の大きなカップリング比は、キラル電流を圧縮された正弦波関数に類似させる。
行数がさらに増加すると、大きな行で期待されるトポロジカルバンド構造が比較的少数の行(考慮されたパラメータは10以上)でも発生し始める。
これにより、トポロジカルバンドを観測するために小さな回路スケールが決定される。
バンドギャップ内のエッジ状態は、トポロジカルチャーン数によって決定され、第1ブリルアンゾーンに対するベリー曲率の統合により計算することができる。
さらに,波動関数の時間領域および空間領域のフロリエ変換を適切に励起した後,位相バンド構造を計測する方法を体系的に提案する。
この結果は、最先端の超伝導量子チップ上での二次元トポロジカル物理学をシミュレートするための道を提供する。
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