論文の概要: A Scalable Superconducting Circuit Framework for Emulating Physics in Hyperbolic Space

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.23827v1
• Date: Mon, 27 Oct 2025 20:12:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-29 15:35:36.50652
• Title: A Scalable Superconducting Circuit Framework for Emulating Physics in Hyperbolic Space
• Title（参考訳）: ハイパーボリック空間における物理シミュレーションのためのスケーラブル超伝導回路フレームワーク
• Authors: Xicheng Xu, Ahmed Adel Mahmoud, Noah Gorgichuk, Ronny Thomale, Steven Rayan, Matteo Mariantoni,
• Abstract要約: 双曲格子および加護目格子上の強結合モデルのアナログ量子エミュレーションのためのスケーラブル超伝導回路フレームワークを提案する。 本手法は,高品位超伝導共振器間の容量結合に直接双曲計量を符号化する。 これらの結果は、凝縮物質物理学における双曲物質の大規模な実験的研究の舞台となった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.08796261172196741
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Theoretical studies and experiments in the last six years have revealed the potential for novel behaviours and functionalities in device physics through the synthetic engineering of negatively-curved spaces. For instance, recent developments in hyperbolic band theory have unveiled the emergence of higher-dimensional eigenstates -- features fundamentally absent in conventional Euclidean systems. At the same time, superconducting quantum circuits have emerged as a leading platform for quantum analogue emulations and digital simulations in scalable architectures. Here, we introduce a scalable superconducting circuit framework for the analogue quantum emulation of tight-binding models on hyperbolic and kagome-like lattices. Using this approach, we experimentally realize three distinct lattices, including, for the first time to our knowledge, a hyperbolic lattice whose unit cell resides on a genus-3 Riemann surface. Our method encodes the hyperbolic metric directly into capacitive couplings between high-quality superconducting resonators, enabling tenable reproduction of spectral and localization properties while overcoming major scalability and spectral resolution limitations of previous designs. These results set the stage for large-scale experimental studies of hyperbolic materials in condensed matter physics and lay the groundwork for realizing hyperbolic quantum processors, with potential implications for both fundamental physics and quantum computing
• Abstract（参考訳）: 過去6年間の理論的研究と実験により、負に曲った空間の合成工学を通して、デバイス物理学における新しい挙動と機能の可能性が明らかにされた。 例えば、近年の双曲的バンド理論の発展は、従来のユークリッド系では基本的に欠落している高次元固有状態の出現を明らかにしている。 同時に、超伝導量子回路は、スケーラブルなアーキテクチャにおける量子アナログエミュレーションとデジタルシミュレーションの先駆的なプラットフォームとして登場した。 本稿では,双曲格子および加護目格子上の強結合モデルのアナログ量子エミュレーションのためのスケーラブル超伝導回路フレームワークを提案する。 このアプローチを用いて、3つの異なる格子を実験的に実現し、その中には初めて、単位細胞がリーマン属3のリーマン曲面上に存在する双曲格子も含まれる。 提案手法は,高品位超伝導共振器間の容量結合に直接双極子距離を符号化し,従来の設計のスケーラビリティとスペクトル分解能の限界を克服しつつ,スペクトル・局在特性の安定再生を可能にする。 これらの結果は、凝縮物質物理学における双曲材料に関する大規模実験のステージを設定し、双曲量子プロセッサの実現の基礎を置き、基礎物理学と量子コンピューティングの両方に潜在的に影響を及ぼす可能性がある。

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