論文の概要: Dissipating quartets of excitations in a superconducting circuit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.05960v1
- Date: Fri, 10 Jan 2025 13:40:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-13 15:27:06.033590
- Title: Dissipating quartets of excitations in a superconducting circuit
- Title（参考訳）: 超伝導回路における励起四重項の散逸
- Authors: Aron Vanselow, Brieuc Beauseigneur, Louis Lattier, Marius Villiers, Anne Denis, Pascal Morfin, Zaki Leghtas, Philippe Campagne-Ibarcq,
- Abstract要約: 本研究では, 超伝導共振器内での励起四重項の消散を, カーフリー近傍のジョセフソン素子で実現した6波長混合プロセスを利用する。
我々は、低エネルギー状態の緩和とコヒーレンスにわずかに影響を与えながら、状態崩壊速度の桁違いの増大を示す。
これらの結果は、4成分のシュリンガー・キャット量子ビットおよびさらに複雑なボソニック量子ビットの動的安定化への道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Over the past decade, autonomous stabilization of bosonic qubits has emerged as a promising approach for hardware-efficient protection of quantum information. However, applying these techniques to more complex encodings than the Schr\"odinger cat code requires exquisite control of high-order wave mixing processes. The challenge is to enable specific multiphotonic dissipation channels while avoiding unintended non-linear interactions. In this work, we leverage a genuine six-wave mixing process enabled by a near Kerr-free Josephson element to enforce dissipation of quartets of excitations in a high-impedance superconducting resonator. Owing to residual non-linearities stemming from stray inductances in our circuit, this dissipation channel is only effective when the resonator holds a specific number of photons. Applying it to the fourth excited state of the resonator, we show an order of magnitude enhancement of the state decay rate while only marginally impacting the relaxation and coherence of lower energy states. Given that stray inductances could be strongly reduced through simple modifications in circuit design and that our methods can be adapted to activate even higher-order dissipation channels, these results pave the way toward the dynamical stabilization of four-component Schr\"odinger cat qubits and even more complex bosonic qubits.
- Abstract（参考訳）: 過去10年間で、ボソニック量子ビットの自律安定化は、量子情報のハードウェア効率の高い保護のための有望なアプローチとして現れてきた。
しかし、これらの手法をSchr\"odinger cat codeよりも複雑な符号化に適用するには、高次波動混合プロセスの精巧な制御が必要である。
課題は、意図しない非線形相互作用を避けながら、特定の多光子散逸チャネルを有効にすることである。
そこで本研究では,Kerr-free Josephson素子によって実現された6波長混合プロセスを利用して,高インピーダンス超伝導共振器における励起の四重項の散逸を強制する。
回路内の不規則なインダクタンスから生じる非線形性により、共振器が特定の光子数を保持する場合にのみ、この散逸チャネルが有効である。
共振器の4番目の励起状態に適用すると、低エネルギー状態の緩和とコヒーレンスにわずかに影響を与えながら、状態崩壊速度の桁違いの増大を示す。
回路設計の簡単な変更により、迷路のインダクタンスを強く低減することができ、さらに高次散逸チャネルを活性化するために我々の手法が適応できることを考えると、これらの結果は4成分のSchr\odinger cat qubitsおよびさらに複雑なボソニック qubitsの動的安定化への道を開く。
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