論文の概要: Unified picture of measurement-induced ionization in the transmon

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.06615v1
• Date: Fri, 9 Feb 2024 18:46:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-12 15:37:13.332386
• Title: Unified picture of measurement-induced ionization in the transmon
• Title（参考訳）: トランスモンにおける計測誘起イオン化の統一像
• Authors: Marie Fr\'ed\'erique Dumas, Benjamin Groleau-Par\'e, Alexander McDonald, Manuel H. Mu\~noz-Arias, Crist\'obal Lled\'o, Benjamin D'Anjou, Alexandre Blais
• Abstract要約: トランスモンイオン化の起源の統一的な物理像を提供する包括的枠組みを開発する。 この枠組みは、トランスモンイオン化に関与する多光子共鳴を同定する。 また、イオン化のための光子数閾値の数値推定を効率的に計算することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 72.27323884094953
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Despite the high measurement fidelity that can now be reached, the dispersive qubit readout of circuit quantum electrodynamics is plagued by a loss of its quantum nondemolition character and a decrease in fidelity with increased measurement strength. In this work we elucidate the nature of this dynamical process, which we refer to as transmon ionization. We develop a comprehensive framework which provides a unified physical picture of the origin of transmon ionization. This framework consists of three complementary levels of descriptions: a fully quantized transmon-resonator model, a semiclassical model where the resonator is treated as a classical drive on the transmon, and a fully classical model. Crucially, all three approaches preserve the full cosine potential of the transmon, and lead to similar predictions. This framework identifies the multiphoton resonances responsible for transmon ionization. It also allows us to efficiently compute numerical estimates of the photon number threshold for ionization, which are in remarkable agreement with recent experimental results. The set of tools developed within this work are both conceptually and computationally simple, and we expect them to become an integral part of the theoretical support of all circuit QED experiments.
• Abstract（参考訳）: 現在到達可能な高い測定精度にもかかわらず、回路量子力学の分散量子ビットの読み出しは、その量子非劣化特性の喪失と測定強度の増大によるフィデリティの低下に悩まされている。 この研究で我々は、トランスモンイオン化(transmon ionization)と呼ばれるこの動的過程の性質を解明する。 トランスモンイオン化の起源の統一的な物理像を提供する包括的枠組みを開発する。 この枠組みは、完全量子化トランスモン共鳴モデル、共振器をトランスモンの古典駆動として扱う半古典モデル、完全古典モデルという3つの相補的な記述レベルで構成されている。 重要なことに、3つのアプローチは全てトランスモンの完全なコサインポテンシャルを保持し、同様の予測をもたらす。 この枠組みは、トランスモンイオン化に関与する多光子共鳴を同定する。 また、イオン化のための光子数しきい値の計算を効率よく行うことができ、これは最近の実験結果と顕著に一致している。 この研究で開発されたツールセットは概念的にも計算的にもシンプルであり、全ての回路qed実験の理論的サポートに不可欠な部分になることを期待する。

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