論文の概要: On the electromagnetic couplings in superconducting qubit circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.11426v2
- Date: Sat, 09 Aug 2025 15:28:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-12 21:23:28.039825
- Title: On the electromagnetic couplings in superconducting qubit circuits
- Title（参考訳）: 超伝導量子ビット回路における電磁結合について
- Authors: Ebrahim Forati, Brandon W. Langley, Ani Nersisyan, Reza Molavi,
- Abstract要約: 本稿では,超伝導デバイスの基本電磁結合機構の包括的理論的検討を行う。
動作方程式を定式化し、マルチポートマイクロ波ネットワークに結合された単一共振器、相互作用共振器、結合伝送線路を含む標準系の入力出力関係を導出する。
本稿では, エネルギー減衰率 (Kappa) や非次元結合係数 (zeta) といった重要なパラメータに対する厳密な定義を概観し, 電磁シミュレーションによるパラメータ抽出の実践的手法と結合する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The precise engineering of electromagnetic couplings is paramount for constructing scalable and highfidelity superconducting quantum processors. While essential for orchestrating qubit operations, these couplings also present significant design challenges, including the mitigation of crosstalk and the management of environmental decoherence. A clear and unified theoretical framework is therefore crucial for the design, simulation, and analysis of these complex quantum circuits. This paper presents a comprehensive theoretical treatment of the fundamental electromagnetic coupling mechanisms in superconducting devices. Starting from first principles, we formulate the equations of motion and derive the input-output relations for canonical systems, including a single resonator coupled to a multi-port microwave network, interacting resonators, and coupled transmission lines. We review rigorous definitions for key parameters such as the energy decay rate (\k{appa}) and the dimensionless coupling coefficient ({\zeta}) and connect these formalisms to practical methods of parameter extraction from electromagnetic simulations. This work provides a rigorous and pedagogical foundation for understanding and modeling linear electromagnetic interactions, serving as a vital resource for the development of advanced superconducting quantum hardware.
- Abstract（参考訳）: 電磁結合の精密な工学は、スケーラブルで高忠実な超伝導量子プロセッサを構築する上で最重要である。
クビット演算のオーケストレーションには不可欠だが、これらの結合はクロストークの緩和や環境デコヒーレンス管理など、重要な設計上の課題も生んでいる。
したがって、これらの複雑な量子回路の設計、シミュレーション、解析には、明確で統一された理論の枠組みが不可欠である。
本稿では,超伝導デバイスの基本電磁結合機構の包括的理論的検討を行う。
第一原理から、動作方程式を定式化し、マルチポートマイクロ波ネットワークに結合した単一共振器、相互作用共振器、結合伝送線路を含む標準系の入出力関係を導出する。
本稿では,エネルギー崩壊率 (\k{appa}) や非次元結合係数 ({\zeta}) といった重要なパラメータに対する厳密な定義を概観し,これらの形式を電磁シミュレーションからパラメータ抽出の実践的手法に結びつける。
この研究は、線形電磁相互作用の理解とモデル化のための厳密で教育的な基礎を提供し、先進的な超伝導量子ハードウェアの開発に欠かせない資源となっている。
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