論文の概要: Exceeding the Parametric Drive Strength Threshold in Nonlinear Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.03456v1
• Date: Tue, 03 Jun 2025 23:39:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-05 21:20:14.089822
• Title: Exceeding the Parametric Drive Strength Threshold in Nonlinear Circuits
• Title（参考訳）: 非線形回路におけるパラメトリック駆動強度閾値の抽出
• Authors: Mingkang Xia, Cristóbal Lledó, Matthew Capocci, Jacob Repicky, Benjamin D'Anjou, Ian Mondragon-Shem, Ryan Kaufman, Jens Koch, Alexandre Blais, Michael Hatridge,
• Abstract要約: 超伝導量子回路は、高速ゲート、高忠実な読み出し、状態安定化を実装するために強い駆動に依存している。 非線形カプラは、強いパラメトリック駆動下でイオン化され、コヒーレント制御が崩壊することを示す。 この洞察はパラメトリック制御の基本的制約を確立し、次世代量子プロセッサにおける駆動誘起デコヒーレンスを緩和するための設計原則を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 33.16766650698962
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Superconducting quantum circuits rely on strong drives to implement fast gates, high-fidelity readout, and state stabilization. However, these drives can induce uncontrolled excitations, so-called "ionization", that compromise the fidelity of these operations. While now well-characterized in the context of qubit readout, it remains unclear how general this limitation is across the more general setting of parametric control. Here, we demonstrate that a nonlinear coupler, exemplified by a transmon, undergoes ionization under strong parametric driving, leading to a breakdown of coherent control and thereby limiting the accessible gate speeds. Through experiments and numerical simulations, we associate this behavior with the emergence of drive-induced chaotic dynamics, which we characterize quantitatively using the instantaneous Floquet spectrum. Our results reveal that the Floquet spectrum provides a unifying framework for understanding strong-drive limitations across a wide range of operations on superconducting quantum circuits. This insight establishes fundamental constraints on parametric control and offers design principles for mitigating drive-induced decoherence in next-generation quantum processors.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子回路は、高速ゲート、高忠実な読み出し、状態安定化を実装するために強い駆動に依存している。 しかし、これらのドライブは、制御されていない励起、いわゆる「イオン化」を誘導し、これらの操作の忠実さを損なう。 現在、qubit readout の文脈でよく認識されているが、この制限がパラメトリック制御のより一般的な設定にどの程度一般的であるかは定かではない。 ここでは、トランスモンで実証された非線形カプラが、強いパラメトリック駆動下でイオン化され、コヒーレント制御が破壊され、アクセス可能なゲート速度が制限されることを示す。 実験と数値シミュレーションを通じて、この挙動と駆動誘起カオス力学の出現を関連付け、瞬時フロケスペクトルを用いて定量的に特徴付ける。 以上の結果から,Floquetスペクトルは超伝導量子回路上での幅広い操作における強駆動限界を理解するための統一的な枠組みを提供することが明らかとなった。 この洞察はパラメトリック制御の基本的制約を確立し、次世代量子プロセッサにおける駆動誘起デコヒーレンスを緩和するための設計原則を提供する。

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