論文の概要: Deterministic Generation of Four-Component Schrödinger Cat States via Floquet Engineering in a Hybrid Magnon-Superconductor System
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.12924v1
- Date: Thu, 17 Jul 2025 09:04:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-18 20:10:24.422041
- Title: Deterministic Generation of Four-Component Schrödinger Cat States via Floquet Engineering in a Hybrid Magnon-Superconductor System
- Title（参考訳）: ハイブリッドマグノン-超伝導系におけるフロケット工学による四成分シュレーディンガーキャット状態の決定論的生成
- Authors: Shiwen He, Zi-Long Yang, Sitong Jin, Feng-Yang Zhang, Chong Li,
- Abstract要約: 四成分シュリンガー・キャットステートは、豊富な非古典的特徴と、脱コヒーレンスに対するレジリエンスの強化を提供する。
本研究では,2つの超伝導量子ビット,マイクロ波キャビティ,マグノンモードからなるハイブリッド量子システムにおいて,4成分のシュレーディンガー猫状態を決定論的に生成するFloquet-engineered schemeを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.719202249840517
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Four-component Schr\"odinger cat states, superpositions of four coherent states symmetrically arranged in phase space, offer rich nonclassical features and enhanced resilience to decoherence, making them promising resources for quantum information science. We propose a Floquet-engineered scheme to deterministically generate four-component Schr\"odinger cat states in a hybrid quantum system composed of two superconducting qubits, a microwave cavity, and a magnon mode. By applying periodic transverse drives to the qubits, we derive an effective Hamiltonian that conditionally displaces the magnon mode depending on the joint qubit state. Conditional measurements in the $\sigma_x$ basis project the magnon mode into nonclassical four-component cat states with high fidelity. The Wigner functions in the original frame verified the non-classicality of the four-component Schr\"odinger cat states. Results of systematically analyzing the impacts of qubit decoherence, magnon loss, and cavity dissipation demonstrate the robustness to the dissipation. The results show that this scheme can realize the generation of multi-component quantum superposition states in a scalable solid-state platform, providing a new approach for hybrid quantum information processing based on nonclassical magnon states.tates.
- Abstract（参考訳）: 4成分のシュリンガー猫状態、位相空間に対称に配置された4つのコヒーレント状態の重ね合わせは、豊富な非古典的特徴を提供し、デコヒーレンスに対するレジリエンスを高め、量子情報科学の有望な資源となる。
本研究では,2つの超伝導量子ビット,マイクロ波空洞,マグノンモードからなるハイブリッド量子システムにおいて,4成分のシュリンガー猫状態を決定的に生成するFloquet-engineered schemeを提案する。
周期的逆ドライブを量子ビットに適用することにより、結合量子ビット状態に依存するマグノンモードを条件付きで置き換える実効ハミルトニアンを導出する。
$\sigma_x$基底における条件測定は、マグノンモードを高忠実な非古典的な4成分猫状態に投影する。
元のフレームのウィグナー関数は、4成分のシュリンガー猫状態の非古典性を検証する。
Qubit decoherence, Magnon loss, および空洞散逸の影響を系統的に解析した結果, 散逸に対するロバスト性を示した。
その結果、スケーラブルな固体プラットフォームにおける多成分量子重ね合わせ状態の生成を実現し、非古典的マグノン状態.tateに基づくハイブリッド量子情報処理のための新しいアプローチが得られた。
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