論文の概要: Exact amplitudes of parametric processes in driven Josephson circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.07784v1
- Date: Tue, 14 Jan 2025 02:03:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-15 13:28:58.649701
- Title: Exact amplitudes of parametric processes in driven Josephson circuits
- Title（参考訳）: 駆動ジョセフソン回路におけるパラメトリック過程の励起振幅
- Authors: Roman Baskov, Daniel K. Weiss, Steven M. Girvin,
- Abstract要約: ジョセフソン回路における任意のパラメトリック過程を1次自由度近似で解析するための一般的な手法を提案する。
我々は、駆動SNAILおよびSQUIDベースの回路に対して、これらのパラメトリックプロセスの正確な振幅(超係数)を得る。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: We present a general approach for analyzing arbitrary parametric processes in Josephson circuits within a single degree of freedom approximation. Introducing a systematic normal-ordered expansion for the Hamiltonian of parametrically driven superconducting circuits we present a flexible procedure to describe parametric processes and to compare different circuit designs for particular applications. We obtain formally exact amplitudes (`supercoefficients') of these parametric processes for driven SNAIL-based and SQUID-based circuits. The corresponding amplitudes contain complete information about the circuit topology, the form of the nonlinearity, and the parametric drive, making them, in particular, well-suited for the study of the strong drive regime. We present a closed-form expression for supercoefficients describing circuits without stray inductors and a tractable formulation for those with it. We demonstrate the versatility of the approach by applying it to the estimation of Kerr-cat qubit Hamiltonian parameters and by examining the criterion for the emergence of chaos in Kerr-cat qubits. Additionally, we extend the approach to multi-degree-of-freedom circuits comprising multiple linear modes weakly coupled to a single nonlinear mode. We apply this generalized framework to study the activation of a beam-splitter interaction between two cavities coupled via driven nonlinear elements. Finally, utilizing the flexibility of the proposed approach, we separately derive supercoefficients for the higher-harmonics model of Josephson junctions, circuits with multiple drives, and the expansion of the Hamiltonian in the exact eigenstate basis for Josephson circuits with specific symmetries.
- Abstract（参考訳）: ジョセフソン回路における任意のパラメトリック過程を1次自由度近似で解析するための一般的な手法を提案する。
パラメトリック駆動超伝導回路のハミルトニアンの系統的正規順序展開を導入し、パラメトリック過程を記述し、特定の用途で異なる回路設計を比較するフレキシブルな手順を示す。
我々は、駆動SNAILおよびSQUIDベース回路に対するこれらのパラメトリックプロセスの正確な振幅(超係数)を求める。
対応する振幅は、回路トポロジー、非線形性の形態、パラメトリック駆動に関する完全な情報を含み、特に強い駆動状態の研究に適している。
ひずみインダクタのない回路を記述する超係数に対する閉形式表現と,それを持つ回路に対するトラクタブルな定式化を提案する。
本稿では,Kerr-cat qubit Hamilton パラメータの推定に適用し,Kerr-cat qubit におけるカオス発生の基準を検討することによって,アプローチの汎用性を実証する。
さらに、複数の線形モードを1つの非線形モードに弱結合した多自由度回路にアプローチを拡張した。
この一般化された枠組みを、駆動非線形要素を介して結合された2つのキャビティ間のビーム-スプリッター相互作用の活性化の研究に応用する。
最後に、提案手法の柔軟性を利用して、ジョセフソン接合の高調波モデル、複数の駆動を持つ回路、および特定の対称性を持つジョセフソン回路の正確な固有状態に基づくハミルトン回路の拡張について、超係数を別々に導出する。
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