論文の概要: Exploring the topology of a non-Hermitian superconducting qubit using shortcuts to adiabaticity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.10122v1
• Date: Wed, 13 Aug 2025 18:37:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-15 22:24:48.086619
• Title: Exploring the topology of a non-Hermitian superconducting qubit using shortcuts to adiabaticity
• Title（参考訳）: 非エルミート超伝導量子ビットの近距離断熱法によるトポロジーの探索
• Authors: Serra Erdamar, Maryam Abbasi, Weijian Chen, Niklas Hörnedal, Aurélia Chenu, Kater W. Murch,
• Abstract要約: 我々は、損失の影響を避けるために、断熱(反断熱運転)のショートカットを利用する。 反断熱駆動は準定常輸送を安定化させ、複素エネルギースペクトルの位相を保存することを観察する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3333940060354926
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Open quantum systems described by a non-Hermitian Hamiltonian exhibit rich dynamics due to the topology of their complex energy spectrum. By encircling an exceptional point degeneracy, this topology allows for topological state transport, chiral geometric phases, and eigenvalue braiding. To access these topological features, it is desirable to drive the system adiabatically. However, adiabatic transport in a system with complex spectrum is conventionally only possible for the eigenstate whose eigenenergy has the lowest loss. Previous experiments have demonstrated such adiabatic evolution for the quantum state with relative gain, yet observed a breakdown in adiabaticity for quantum states with relative loss. In this work, we harness a shortcut to adiabaticity -- counterdiabatic driving -- to avoid the effects of loss while maintaining trajectories that follow the instantaneous eigenstates in significantly shorter timescales. We experimentally investigate the robustness of this control method using a superconducting transmon circuit with engineered dissipation. We observe that counterdiabatic driving stabilizes quasistatic transport and preserves the complex energy spectrum's topology.
• Abstract（参考訳）: 非エルミートハミルトニアンによって記述された開量子系は、その複素エネルギースペクトルの位相によってリッチなダイナミクスを示す。 例外的な点の縮退を囲むことで、このトポロジーはトポロジカルな状態輸送、カイラル幾何学的位相、固有値のブレイディングを可能にする。 これらのトポロジ的特徴にアクセスするためには, システムを断熱的に駆動することが望ましい。 しかし, 複雑なスペクトルを持つ系における断熱輸送は, エネルギー損失が低い固有状態においてのみ可能である。 以前の実験では、相対的な利得を持つ量子状態に対するそのような断熱進化が示されていたが、相対的な損失を持つ量子状態に対する断熱性の低下が観察された。 本研究では, 瞬時固有状態に従う軌跡を著しく短い時間スケールで維持しながら, 損失の影響を回避するために, 断熱性(反断熱性駆動)のショートカットを利用する。 本研究では, 超伝導トランスモン回路を用いたこの制御方式のロバスト性について実験的に検討した。 反断熱駆動は準定常輸送を安定化させ、複素エネルギースペクトルの位相を保存することを観察する。

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