論文の概要: A cat qubit stabilization scheme using a voltage biased Josephson junction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.08132v1
- Date: Tue, 12 Nov 2024 19:17:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-14 16:11:01.088060
- Title: A cat qubit stabilization scheme using a voltage biased Josephson junction
- Title（参考訳）: 電圧バイアスジョセフソン接合を用いた猫量子ビット安定化方式
- Authors: Thiziri Aissaoui, Anil Murani, Raphaël Lescanne, Alain Sarlette,
- Abstract要約: 2対1の光子相互作用は、ビットフリップエラーが指数関数的に抑制される猫量子ビットを安定化することができる。
本研究は、ハミルトン工学に対する直流バイアスアプローチが猫の量子ビットにどのように貢献するかを考察する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: DC-voltage-biased Josephson junctions have been recently employed in superconducting circuits for Hamiltonian engineering, demonstrating microwave amplification, single photon sources and entangled photon generation. Compared to more conventional approaches based on parametric pumps, this solution typically enables larger interaction strengths. In the context of quantum information, a two-to-one photon interaction can stabilize cat qubits, where bit-flip errors are exponentially suppressed, promising significant resource savings for quantum error correction. This work investigates how the DC bias approach to Hamiltonian engineering can benefit cat qubits. We find a simple circuit design that is predicted to showcase a two-to-one photon exchange rate larger than that of the parametric pump-based implementation while dynamically averaging typically resonant parasitic terms such as Kerr and cross Kerr. In addition to addressing qubit stabilization, we propose to use injection locking with a cat-qubit adapted frequency filter to prevent long-term drifts of the cat qubit angle associated to DC voltage noise. The whole scheme is simulated without rotating-wave approximations, highlighting for the first time the amplitude of related oscillatory effects in cat-qubit stabilization schemes. This study lays the groundwork for the experimental realization of such a circuit.
- Abstract（参考訳）: 直流電圧バイアスのジョセフソン接合は、近年ハミルトン工学の超伝導回路、マイクロ波増幅、単一光子源および絡み合った光子生成の実証に用いられている。
パラメトリックポンプに基づく従来の手法と比較して、この解は典型的にはより大きな相互作用強度を実現する。
量子情報の文脈において、2対1の光子相互作用は、ビットフリップエラーが指数関数的に抑制される猫量子ビットを安定化し、量子エラー訂正のための重要なリソース節約を約束する。
本研究は、ハミルトン工学に対する直流バイアスアプローチが猫の量子ビットにどのように貢献するかを考察する。
パラメトリックポンプを用いた実装よりも2対1の光子交換率が大きいと予測される単純な回路設計が得られ、Kerr や Cross Kerr のような典型的な共振寄生項を動的に平均化する。
キャットキュービット適応周波数フィルタを用いたインジェクションロックを用いて,直流電圧雑音に伴うキャットキュービット角の長期ドリフトを防止することを提案する。
このスキーム全体が回転波近似なしでシミュレーションされ、猫量子安定化スキームにおける関連する振動効果の振幅が初めて強調される。
本研究では,そのような回路を実験的に実現するための基礎研究を行う。
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