論文の概要: Fundamental Limits to Cat-Code Qubits from Chaos-Assisted Tunneling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.15175v2
• Date: Mon, 27 Oct 2025 17:21:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-28 17:41:21.89144
• Title: Fundamental Limits to Cat-Code Qubits from Chaos-Assisted Tunneling
• Title（参考訳）: カオス支援トンネルにおけるキャットコードビットの基本限界
• Authors: Lionel E. Martínez, Ignacio García-Mata, Diego A. Wisniacki,
• Abstract要約: 本稿では,カオス支援トンネル(CAT)がKerr-cat量子ビットの保護に固有の制限を課していることを示す。 我々は、フル量子シミュレーションと半古典的WKB理論の両方を用いてトンネルの速度を計算し、定量的な一致を見つけ、分裂がカオスに直接関連していることを確認する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We show that chaos-assisted tunneling (CAT) imposes an intrinsic limit to the protection of Kerr-cat qubits. In the static effective description, tunneling between the quasi-degenerate cat states can be exponentially suppressed, ensuring long lifetimes. However, our Floquet analysis reveals that when the nonlinearities increase, chaotic states mediate tunneling between the cat states, producing large quasi-energy splittings. We compute tunneling rates using both full quantum simulations and semiclassical WKB theory, finding quantitative agreement and confirming that the splittings are directly linked to chaos. These results provide the first evidence of CAT in the Kerr-cat qubit and demonstrate that chaos sets a fundamental bound on the coherence of dynamically protected superconducting qubits.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,カオス支援トンネル(CAT)がKerr-cat量子ビットの保護に固有の制限を課していることを示す。 静的有効記述では、準退化猫状態間のトンネルは指数関数的に抑制され、長い寿命が保証される。 しかしFloquet分析の結果, 非線形性が増大すると, カオス状態は猫の状態間のトンネルを媒介し, 大きな準エネルギー分割を発生させることがわかった。 我々は、フル量子シミュレーションと半古典的WKB理論の両方を用いてトンネルの速度を計算し、定量的な一致を見つけ、分裂がカオスに直接関連していることを確認する。 これらの結果は、Kerr-cat量子ビットにおけるCATの最初の証拠となり、カオスが動的に保護された超伝導量子ビットのコヒーレンスに基礎的な境界を成すことを示した。

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