論文の概要: Fluxonium as a control qubit for bosonic quantum information

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.23641v2
• Date: Tue, 10 Jun 2025 14:21:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-11 19:51:30.206279
• Title: Fluxonium as a control qubit for bosonic quantum information
• Title（参考訳）: ボゾン量子情報の制御量子ビットとしてのフルオキソニウム
• Authors: Ke Nie, J. Nofear Bradford, Supriya Mandal, Aayam Bista, Wolfgang Pfaff, Angela Kou,
• Abstract要約: このフラキソニウムは、望ましくない空洞の非線形性を排除できる空洞結合機構に到達できることを示す。 その結果, 超伝導キャビティのための高性能ボソニック制御量子ビットとしてのフラキソニウムの可能性が示された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5025737475817937
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Bosonic codes in superconducting resonators are a hardware-efficient avenue for quantum error correction and benefit from favorable error hierarchies provided by long-lived cavities compared to typical superconducting qubits. The required coupling to an ancillary control qubit, however, can negate these benefits by inducing highly detrimental effects such as excess decoherence and undesired nonlinearities. An important question is thus whether a cavity-qubit coupling can be realized that offers readout and control capabilities without spoiling the cavity. Here, motivated by its long lifetime and design flexibility of its Hamiltonian, we experimentally investigate the fluxonium as a control qubit for superconducting cavities. We couple a fluxonium qubit to a superconducting resonator in the strong-dispersive regime and use it to measure the coherence and inherited nonlinearities of the resonator. We then demonstrate universal control by preparing and characterizing resonator Fock states and their superpositions, with fidelities limited by resonator decay in our planar prototype device. Finally, we use the predictability of the resonator's inherited nonlinearities to show numerically that the fluxonium can reach cavity-coupling regimes that eliminate undesirable cavity nonlinearities. These results demonstrate the potential of the fluxonium as a high-performance bosonic control qubit for superconducting cavities.
• Abstract（参考訳）: 超伝導共振器におけるボソニック符号は、量子誤り訂正のためのハードウェア効率の良い経路であり、典型的な超伝導量子ビットと比較して長寿命のキャビティによって提供される好ましいエラー階層の恩恵を受ける。 しかし、補助制御量子ビットへの必要結合は、過剰なデコヒーレンスや望ましくない非線形性のような高い有害な効果を誘導することによってこれらの利点を否定することができる。 したがって,キャビティを損なうことなく,キャビティとキュービットのカップリングによって読み出しと制御能力を実現することができるかどうかが重要な問題である。 ここではハミルトンの長寿命化と設計の柔軟性を動機として,超伝導キャビティの制御量子ビットとしてのフラキソニウムを実験的に検討した。 強い分散状態にある超伝導共振器に量子ビットを結合し、それを用いて共振器のコヒーレンスおよび継承非線形性を測定する。 次に, 共振器Fock状態とその重畳を, 平面試作装置における共振器減衰によって制限された忠実度で作成・特徴付けることにより, 普遍的な制御を実証する。 最後に、共振器の継承非線形性の予測可能性を用いて、フラクソニウムが望ましくない空洞非線形性を排除する空洞結合状態に到達できることを数値的に示す。 これらの結果は、超伝導キャビティのための高性能ボソニック制御量子ビットとしてのフラキソニウムの可能性を示している。

関連論文リスト

• Probing the symmetry breaking of a light--matter system by an ancillary qubit [50.591267188664666]
  ウルトラストロングのハイブリッド量子系、さらにディープストロングでは、カップリングレジームはエキゾチックな物理現象を示す。 我々は, ラムド素子超伝導共振器の磁場によって誘起されるアシラリーXmon人工原子のパリティ対称性の破れを実験的に観察した。 この結果は、深い結合状態にある新しい量子真空効果を実験的に探求する方法を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-13T06:14:08Z)
• Phononic bath engineering of a superconducting qubit [0.0]
  フォノンへの意図しない結合は超伝導量子ビット系の相関誤差を引き起こす。 本研究では, 超伝導量子ビットを圧電体表面波フォノンの浴槽に結合させることにより, オープン量子系を調査するための新しいプラットフォームが実現可能であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-15T20:14:16Z)
• Reminiscence of classical chaos in driven transmons [117.851325578242]
  共振器外ドライブでさえ、トランスモンスペクトルの構造に強い変化をもたらし、その大部分がカオスであることを示す。 その結果、カオス誘起量子分解効果の出現を特徴付ける光子数しきい値が導かれる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-19T16:04:46Z)
• Effect of Emitters on Quantum State Transfer in Coupled Cavity Arrays [48.06402199083057]
  本研究では,光子を吸収・放出できるキャビティ中の原子の影響について検討した。 我々のモデルは、1励起セクターおよびエミッタの欠如において以前に検討されたスピン鎖と等価である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-10T18:52:07Z)
• Optimization of the resonator-induced phase gate for superconducting qubits [0.0]
  線形共振器に結合した弱非調和トランスモン量子ビットの物理について検討する。 非常に弱い無調波トランスモンを用いて, この種の漏洩を効果的に抑制できることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-04T21:27:02Z)
• Enhanced nonlinear quantum metrology with weakly coupled solitons and particle losses [58.720142291102135]
  ハイゼンベルク(最大1/N)および超ハイゼンベルクスケーリングレベルにおける位相パラメータ推定のための干渉計測手法を提案する。 我々のセットアップの中心は、量子プローブを形成する新しいソリトンジョセフソン接合(SJJ)システムである。 このような状態は、適度な損失があっても最適な状態に近いことを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-07T09:29:23Z)
• Designing Kerr Interactions for Quantum Information Processing via Counterrotating Terms of Asymmetric Josephson-Junction Loops [68.8204255655161]
  静的空洞非線形性は通常、ボゾン量子誤り訂正符号の性能を制限する。 非線形性を摂動として扱うことで、シュリーファー・ヴォルフ変換を用いて実効ハミルトニアンを導出する。 その結果、立方体相互作用は、線形演算と非線形演算の両方の有効率を高めることができることがわかった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-14T15:11:05Z)
• Apparent nonlinear damping triggered by quantum fluctuations [0.0]
  カーボンナノチューブ、グラフェン膜、超伝導共振器などの新しい技術では、非線形減衰の起源がはっきりしないことがある。 量子ゆらぎの相互作用とジョセフソン接合の非線形性から共振器応答におけるパワー依存性が現れることを示す。 この現象は、位相空間における準確率の流れを通して理解し、可視化することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-13T19:13:20Z)
• Waveguide Bandgap Engineering with an Array of Superconducting Qubits [101.18253437732933]
  局所周波数制御による8つの超伝導トランスモン量子ビットからなるメタマテリアルを実験的に検討した。 極性バンドギャップの出現とともに,超・亜ラジカル状態の形成を観察する。 この研究の回路は、1ビットと2ビットの実験を、完全な量子メタマテリアルへと拡張する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-05T09:27:53Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。