論文の概要: Reciprocal lumped-element superconducting circuits: quantization, decomposition, and model extraction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.06880v1
• Date: Mon, 09 Dec 2024 19:00:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-11 14:36:41.478944
• Title: Reciprocal lumped-element superconducting circuits: quantization, decomposition, and model extraction
• Title（参考訳）: 相互積層素子超伝導回路:量子化、分解、モデル抽出
• Authors: Basil M. Smitham, Andrew A. Houck,
• Abstract要約: 超伝導量子デバイス用ラム素子回路モデルの量子化,分解,抽出(電磁シミュレーションから)のための新しい手法を提案する。 我々のフラックスチャージ対称プロシージャは、回路のインダクティブループと容量ノードの接続を符号化するネットワークマトリックスを中心にしている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2092728936840121
• License:
• Abstract: In this work, we introduce new methods for the quantization, decomposition, and extraction (from electromagnetic simulations) of lumped-element circuit models for superconducting quantum devices. Our flux-charge symmetric procedures center on the network matrix, which encodes the connectivity of a circuit's inductive loops and capacitive nodes. First, we use the network matrix to demonstrate a simple algorithm for circuit quantization, giving novel predictions for the Hamiltonians of circuits with both Josephson junctions and quantum phase slip wires. We then show that by performing pivoting operations on the network matrix, we can decompose a superconducting circuit model into its simplest equivalent "fundamental" form, in which the harmonic degrees of freedom are separated out from the Josephson junctions and phase slip wires. Finally, we illustrate how to extract an exact, transformerless circuit model from electromagnetic simulations of a device's hybrid admittance/impedance response matrix, by matching the lumped circuit's network matrix to the network topology of the physical layout. Overall, we provide a toolkit of intuitive methods that can be used to construct, analyze, and manipulate superconducting circuit models.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,超伝導量子デバイス用ラム素子回路モデルの量子化,分解,抽出(電磁シミュレーションから)のための新しい手法を提案する。 我々のフラックスチャージ対称プロシージャは、回路のインダクティブループと容量ノードの接続を符号化するネットワークマトリックスを中心にしている。 まず、回路量子化の簡単なアルゴリズムを示すためにネットワーク行列を用い、ジョセフソン接合と量子位相スリップワイヤの両方を持つ回路のハミルトニアンに対して新しい予測を与える。 次に、ネットワーク行列上でピボット操作を行うことにより、超伝導回路モデルを最も単純な等価な「基礎」形式に分解し、ジョセフソン接合と位相スリップワイヤから自由度を分離できることを示す。 最後に、回路のネットワーク行列と物理配置のネットワークトポロジをマッチングすることにより、デバイスハイブリッドアプタンス/インピーダンス応答行列の電磁シミュレーションから正確なトランスフォーマーレス回路モデルを抽出する方法を説明する。 全体として、超伝導回路モデルの構築、解析、操作に使用できる直感的な手法のツールキットを提供する。

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