論文の概要: Probing excited-state dynamics of transmon ionization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.00639v1
• Date: Thu, 01 May 2025 16:28:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-02 19:15:55.371855
• Title: Probing excited-state dynamics of transmon ionization
• Title（参考訳）: トランスモンイオン化の励起状態ダイナミクスの探索
• Authors: Zihao Wang, Benjamin D'Anjou, Philippe Gigon, Alexandre Blais, Machiel S. Blok,
• Abstract要約: 回路QEDにおけるリードアウト中に強い駆動によって誘起される励起状態のダイナミクスについて検討する。 最大10個の可溶状態において、イオン化の臨界光子数、イオン化後の結果として生じる状態、および高い励起状態に移行した人口のごく一部を定量化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 47.00361052400629
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The fidelity and quantum nondemolition character of the dispersive readout in circuit QED are limited by unwanted transitions to highly excited states at specific photon numbers in the readout resonator. This observation can be explained by multiphoton resonances between computational states and highly excited states in strongly driven nonlinear systems, analogous to multiphoton ionization in atoms and molecules. In this work, we utilize the multilevel nature of high-$E_J/E_C$ transmons to probe the excited-state dynamics induced by strong drives during readout. With up to 10 resolvable states, we quantify the critical photon number of ionization, the resulting state after ionization, and the fraction of the population transferred to highly excited states. Moreover, using pulse-shaping to control the photon number in the readout resonator in the high-power regime, we tune the adiabaticity of the transition and verify that transmon ionization is a Landau-Zener-type transition. Our experimental results agree well with the theoretical prediction from a semiclassical driven transmon model and may guide future exploration of strongly driven nonlinear oscillators.
• Abstract（参考訳）: 回路QEDにおける分散リードアウトの忠実度と量子非劣化特性は、リードアウト共振器内の特定の光子数における高励起状態への不要な遷移によって制限される。 この観測は、原子や分子の多光子イオン化に類似した強い駆動非線形系における計算状態と高励起状態の間の多光子共鳴によって説明できる。 本研究では,高E_J/E_C$トランモンのマルチレベル特性を利用して,リードアウト時に強い駆動によって誘起される励起状態のダイナミクスを探索する。 最大10個の可溶状態において、イオン化の臨界光子数、イオン化後の結果として生じる状態、および高い励起状態に移行した人口のごく一部を定量化する。 さらに、パルス整形を用いて高出力状態における読み出し共振器の光子数を制御することにより、遷移の断熱性を調整し、トランスモンイオン化がランダウ-ツェナー型遷移であることを検証する。 実験結果は半古典的トランスモンモデルによる理論予測とよく一致し、強駆動非線形発振器の今後の探索を導く可能性がある。

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