論文の概要: Stabilizing the Kerr arbitrary cat states and holonomic universal control

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.13390v1
• Date: Wed, 19 Jun 2024 09:32:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-21 20:22:37.740618
• Title: Stabilizing the Kerr arbitrary cat states and holonomic universal control
• Title（参考訳）: ケーラー任意の猫状態の安定化とホロノミック普遍制御
• Authors: Ke-hui Yu, Fan Zhu, Jiao-jiao Xue, Hong-rong Li,
• Abstract要約: 任意の猫状態を安定化し、重畳されたコヒーレント状態を独立に操作し、相空間で任意に動く新しい工学的ハミルトン的手法を提案する。 我々はコヒーレント状態と衝突状態の量子ホロノミーを利用した普遍ホロノミック量子コンピューティングプロトコルを開発した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.604105757896168
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The interference-free double potential wells realized by the two-photon driving Kerr nonlinear resonator (KNR) can stabilize cat states and protect them from decoherence through a large energy gap. In this work, we use a parametrically driving KNR to propose a novel engineering Hamiltonian that can stabilize arbitrary cat states and independently manipulate the superposed coherent states to move arbitrarily in phase space. This greater degree of control allows us to make the two potential wells collide and merge, generating a collision state with many novel properties. Furthermore, the potential wells carrying quantum states move adiabatically in phase space produce quantum holonomy. We explore the quantum holonomy of collision states for the first time and propose a holonomy-free preparation method for arbitrary cat states. Additionally, we develop a universal holonomic quantum computing protocol utilizing the quantum holonomy of coherent and collision states, including single-qubit rotation gates and multi-qubit control gates. Finally, we propose an experimentally feasible physical realization in superconducting circuits to achieve the Hamiltonian described above. Our proposal provides a platform with greater control degrees of freedom, enabling more operations on bosonic modes and the exploration of intriguing physics.
• Abstract（参考訳）: 二光子駆動カー非線形共振器(KNR)によって実現された干渉のない二重ポテンシャル井戸は、猫状態を安定させ、大きなエネルギーギャップを通してデコヒーレンスから保護することができる。 本研究では、パラメトリック駆動KNRを用いて任意の猫状態を安定化し、重畳されたコヒーレント状態を独立に操作し、相空間で任意に動く新しいエンジニアリングハミルトンを提案する。 このより大きな制御により、2つのポテンシャル井戸が衝突して融合し、多くの新しい性質を持つ衝突状態が生じる。 さらに、量子状態を持つポテンシャル井戸は位相空間で断熱的に動くため、量子ホロノミーが生じる。 衝突状態の量子ホロノミーを初めて探求し、任意の猫状態に対するホロノミーのない準備法を提案する。 さらに,コヒーレント状態と衝突状態の量子ホロノミーを利用した一般ホロノミック量子コンピューティングプロトコルを開発した。 最後に,超伝導回路における実験可能な物理実現法を提案し,上述したハミルトニアンを実現する。 本提案では, ボソニックモードのさらなる操作と, 興味をそそる物理探査を可能にする, 自由度の高いプラットフォームを提案する。

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