論文の概要: How the Kerr-Cat Qubit Dies-And How to Rescue It

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.06160v1
• Date: Tue, 08 Jul 2025 16:41:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-09 16:34:38.350204
• Title: How the Kerr-Cat Qubit Dies-And How to Rescue It
• Title（参考訳）: カーキャットのクビットが死ぬ方法と、それを救う方法
• Authors: Othmane Benhayoune-Khadraoui, Cristóbal Lledó, Alexandre Blais,
• Abstract要約: カーキャット量子ビットは、大きなノイズバイアスを示すことが実験的に示されている。 臨界駆動以上ではトンネル時間の増加が停止し,さらに減少することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 44.99833362998488
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Kerr-cat qubits have been experimentally shown to exhibit a large noise bias, with one decay channel suppressed by several orders of magnitude. In superconducting implementations, increasing the microwave drive on the nonlinear oscillator that hosts the Kerr-cat qubit should, in principle, further enhance this bias. Instead, experiments reveal that above a critical drive amplitude the tunneling time - the less dominant decay channel - ceases to increase and even decreases. Here, we show that this breakdown arises from the multimode nature of the circuit implementation: specifically, the buffer mode used to control the Kerr-cat qubit can induce multiphoton resonances that sharply degrade Kerr-cat coherence if its frequency is not carefully chosen. We uncover this mechanism by retaining the full circuit nonlinearities and treating the strong drive exactly within a Floquet-Markov framework that incorporates quasidegeneracies in the Kerr-cat spectrum. Our results not only provide an explanation for the sudden reduction of the tunneling time but also demonstrate the robustness of the Kerr-cat qubit when its surrounding electromagnetic environment is carefully engineered.
• Abstract（参考訳）: カーキャット量子ビットは大きなノイズバイアスを示すことが実験的に示されており、1つの減衰チャネルは数桁のオーダーで抑制されている。 超伝導実装では、Kerr-cat量子ビットをホストする非線形発振器上のマイクロ波駆動を増大させ、原理的には、このバイアスをさらに高めるべきである。 その代わりに、実験により、臨界駆動の上方でトンネル時間(支配的な崩壊経路の少ないもの)が増加し、さらに減少することが明らかとなった。 具体的には、Kerr-cat qubit を制御するために使用されるバッファモードは、Kerr-cat コヒーレンスを慎重に選択しなければ、急激に劣化させる多重光子共鳴を誘導することができる。 この機構は、フル回路の非線形性を保ち、カー・キャットスペクトルに準退化を組み込んだフロケ・マルコフの枠組み内で、強駆動を正確に扱うことによって解明される。 本研究の結果は, トンネルの急激な短縮だけでなく, 周囲の電磁環境を慎重に設計した際のKerr-cat量子ビットの強靭性を示すものである。

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