論文の概要: Qubit decoherence in dissipative two-photon resonator: real-time instantons and Wigner function

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.10921v1
• Date: Thu, 11 Dec 2025 18:47:29 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-12 16:15:42.541978
• Title: Qubit decoherence in dissipative two-photon resonator: real-time instantons and Wigner function
• Title（参考訳）: 消散性2光子共振器における量子デコヒーレンス:リアルタイムインスタントンとウィグナー関数
• Authors: V. Yu. Mylnikov, S. O. Potashin, Alex Kamenev,
• Abstract要約: 2光子駆動と2光子発散を受ける単一ボソニックキャビティの量子力学について検討した。 我々の研究は、駆動散逸非線形共振器における量子不安定性、転移性、デコヒーレンスを分析するためのコヒーレントな理論フレームワークを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study the quantum dynamics of a single bosonic cavity subject to two-photon driving and two-photon dissipation in the presence of finite detuning. Exploiting a hidden time-reversal symmetry, the Wigner representation and the WKB method, we introduce an effective phase-space potential for description of the steady state. It reveals two attracting points, which are metastable due to quantum fluctuations. By employing the Keldysh real-time path integral formalism, we compute the instanton trajectory governing the quantum activation process between these attractors and establish a fundamental connection with the Wigner representation. This relation unifies the steady-state phase-space description with dynamical quantum activation processes. We also derive an analytical expression for the decoherence rate of the system. Our work provides a coherent theoretical framework for analyzing quantum bistability, metastability, and decoherence in driven-dissipative nonlinear resonators, with direct implications for the design of bosonic qubits and quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 2光子駆動と2光子発散を受ける単一ボソニックキャビティの量子力学を有限デチューニングの存在下で研究する。 隠れた時間反転対称性, ウィグナー表現, および WKB 法を発明し, 定常状態の記述に有効な位相空間ポテンシャルを導入する。 量子ゆらぎによってメタスタブルである2つの誘引点が明らかになる。 ケルディシュ実時間経路積分形式(英語版)を用いることで、これらの誘引子間の量子活性化過程を管理するインスタント軌道を計算し、ウィグナー表現と基本的な関係を確立する。 この関係は、定常相空間記述と動的量子活性化過程を統一する。 また,システムのデコヒーレンス率の解析式も導出する。 我々の研究は、駆動散逸性非線形共振器における量子ビスタビリティ、メタスタビリティ、デコヒーレンスを解析するためのコヒーレントな理論フレームワークを提供し、ボゾン量子ビットの設計と量子情報処理に直接的な意味を持つ。

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