論文の概要: Synthetic high angular momentum spin dynamics in a microwave oscillator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.15695v1
- Date: Fri, 24 May 2024 16:37:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-27 13:11:11.259599
- Title: Synthetic high angular momentum spin dynamics in a microwave oscillator
- Title（参考訳）: マイクロ波発振器における合成高角運動量スピンダイナミクス
- Authors: Saswata Roy, Alen Senanian, Christopher S. Wang, Owen C. Wetherbee, Luojia Zhang, B. Cole, C. P. Larson, E. Yelton, Kartikeya Arora, Peter L. McMahon, B. L. T. Plourde, Baptiste Royer, Valla Fatemi,
- Abstract要約: 本研究では、高調波クディットの共振駆動に付随する連続的な発電機を実現するために、高調波発振器をオンデマンドで変更する方法を示す。
初めて線形高調波演算を用いて、4つの論理ゲートを高調波キュート符号化で達成する。
この結果は、閉ヒルベルト空間上の運動が量子情報処理にどのように役立つかを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.32883757526406
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Spins and oscillators are foundational to much of physics and applied sciences. For quantum information, a spin 1/2 exemplifies the most basic unit, a qubit. High angular momentum spins and harmonic oscillators provide multi-level manifolds (e.g., qudits) which have the potential for hardware-efficient protected encodings of quantum information and simulation of many-body quantum systems. In this work, we demonstrate a new quantum control protocol that conceptually merges these disparate hardware platforms. Namely, we show how to modify a harmonic oscillator on-demand to implement a continuous range of generators associated to resonant driving of a harmonic qudit, and then specifically design a harmonic multi-level spin degree of freedom. The synthetic spin is verified by demonstration of spin coherent (SU(2)) rotations and comparison to other manifolds like simply-truncated oscillators. Our scheme allows universal control of the qudit, and, for the first time, we use linear, harmonic operations to accomplish four logical gates on a harmonic qudit encoding. Our results show how motion on a closed Hilbert space can be useful for quantum information processing and opens the door to superconducting circuit simulations of higher angular momentum quantum magnetism.
- Abstract（参考訳）: スピンと発振器は多くの物理学や応用科学の基礎となっている。
量子情報に対して、スピン1/2は最も基本的な単位である量子ビットを例示する。
高角運動量スピンと高調波発振器は、ハードウェア効率で保護された量子情報の符号化と多体量子システムのシミュレーションの可能性を秘めているマルチレベル多様体(例えばクイディット)を提供する。
本研究では、これらの異なるハードウェアプラットフォームを概念的にマージする新しい量子制御プロトコルを実証する。
すなわち、必要に応じて高調波発振器を修正して、高調波クーディットの共振駆動に関連する連続的な発電機を実装し、特に高調波マルチレベルスピンの自由度を設計する方法を示す。
合成スピンはスピンコヒーレント (SU(2)) 回転の実証と、単純なトランカット振動子のような他の多様体との比較によって検証される。
我々のスキームはクディットの普遍的な制御を可能にし、初めて高調波演算を用いて4つの論理ゲートを高調波クディット符号化で達成する。
以上の結果から,閉ヒルベルト空間上の運動が量子情報処理にどのように役立つかを示し,高角運動量量子磁気の超伝導回路シミュレーションへの扉を開く。
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