論文の概要: Self-correcting GKP qubit in a superconducting circuit with an oscillating voltage bias
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.03650v1
- Date: Wed, 04 Dec 2024 19:00:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-06 14:39:14.639491
- Title: Self-correcting GKP qubit in a superconducting circuit with an oscillating voltage bias
- Title（参考訳）: 発振電圧バイアスを有する超伝導回路における自己補正GKP量子ビット
- Authors: Max Geier, Frederik Nathan,
- Abstract要約: 本稿では,散逸誤差を補正した Gottesman-Kitaev-Preskill 量子ビットに対する簡単な回路アーキテクチャを提案する。
大きな駆動振幅の場合、回路はGKP安定化器ハミルトニアンによって効果的に記述される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: We propose a simple circuit architecture for a dissipatively error corrected Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) qubit. The device consists of a electromagnetic resonator with impedance $h/2e^2\approx 12.91\,{\rm k}\Omega$ connected to a Josephson junction with a voltage bias oscillating at twice the resonator frequency. For large drive amplitudes, the circuit is effectively described by the GKP stabilizer Hamiltonian, whose low-energy subspace forms the code space for a qubit protected against phase-space local noise. The GKP states in the codespace can be dissipatively stabilized and error corrected by coupling the resonator to a bath through a bandpass filter; a resulting side-band cooling effect stabilizes the system in the GKP code space, dissipatively correcting it against both bit and phase flip errors. Simulations show that this dissipative error correction can enhance coherence time by factor $\sim 1000$ with NbN-based junctions, for operating temperatures in the $\sim 100\,{\rm mK}$ range. The scheme can be used to stabilize both square- and hexagonal-lattice GKP codes. Finally, a Josephson current based readout scheme, and dissipatively corrected single-qubit Clifford gates are proposed.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,GKP(Gottesman-Kitaev-Preskill)量子ビットに対する単純な回路アーキテクチャを提案する。
インピーダンス$h/2e^2\approx 12.91\,{\rm k}\Omega$をジョセフソン接合に接続し、共振器周波数の2倍の電圧バイアスで発振する電磁共振器からなる。
大きな駆動振幅に対して、回路はGKP安定化器ハミルトンにより効果的に記述され、その低エネルギー部分空間は位相空間の局所雑音に対して保護された量子ビットの符号空間を形成する。
符号空間内のGKP状態は、共振器を帯域通過フィルタを介してバスに結合することにより、散逸的に安定化して誤差を補正することができ、その結果、サイドバンド冷却効果によりGKP符号空間内のシステムを安定化し、ビットと位相のフリップ誤差に対して散逸的に補正する。
シミュレーションにより、この散逸誤差補正は、$\sim 1000$とNbNベースのジャンクションによるコヒーレンス時間を、$\sim 100\,{\rm mK}$の範囲の温度で演算できることが示されている。
このスキームは正方形のGKP符号と六角形のGKP符号の両方を安定化するために使用できる。
最後に、ジョセフソン電流に基づく読み出し方式と、散逸的に修正された単一量子クリフォードゲートを提案する。
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