論文の概要: Engineering the Nonlinearity of Bosonic Modes with a Multi-loop SQUID

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.06904v1
• Date: Wed, 9 Oct 2024 14:07:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-10-31 23:37:21.973719
• Title: Engineering the Nonlinearity of Bosonic Modes with a Multi-loop SQUID
• Title（参考訳）: マルチループSQUIDによるボソニックモードの非線形性に関する研究
• Authors: Ziyue Hua, Yifang Xu, Weiting Wang, Yuwei Ma, Jie Zhou, Weizhou Cai, Hao Ai, Yu-xi Liu, Ming Li, Chang-Ling Zou, Luyan Sun,
• Abstract要約: 工学的な高次非線形性は低次項を抑えながら、ボゾン系の量子誤差補正と状態制御には不可欠である。 NEMSデバイスは、寄生的結合と純粋な立方体、クォート、およびクインティック相互作用を選択的に設計する。 この研究は、量子量子ビット、シミュレーション、センシングに応用可能なボソニックモードの高度で正確な操作を可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.780935092619103
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Engineering high-order nonlinearities while suppressing lower-order terms is crucial for quantum error correction and state control in bosonic systems, yet it remains an outstanding challenge. Here, we introduce a general framework of Nonlinearity-Engineered Multi-loop SQUID (NEMS) device, enabling the realization of arbitrary nonlinearities by tuning fluxes in multiple loops within superconducting circuits. We demonstrate specific examples of NEMS devices that selectively engineer pure cubic, quartic, and quintic interactions with suppressed parasitic couplings, showing great promise for realizing Kerr-cat bias-preserving {\scshape cnot} gates and stabilizing four-leg cat qubits. By opening new avenues for tailoring nonlinear Hamiltonians of superconducting devices, this work enables sophisticated and precise manipulation of bosonic modes, with potential applications in quantum computation, simulation, and sensing.
• Abstract（参考訳）: 工学的な高次非線形性は、低次項を抑えながら、ボゾン系の量子誤差補正と状態制御には不可欠である。 本稿では、超伝導回路内の複数のループにフラックスをチューニングすることで任意の非線形性を実現することができる非線形工学型マルチループSQUID(NEMS)の一般的なフレームワークを紹介する。 本研究では, 純立方体, クォート, クインティック相互作用を抑制された寄生的結合で選択的に構築するNEMSデバイスの具体例を示す。 超伝導デバイスの非線形ハミルトニアンを調整するための新しい道を開くことで、量子計算、シミュレーション、センシングに応用可能なボソニックモードの精密かつ精密な操作が可能になる。

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