論文の概要: Lobe Dynamics, Phase-Space Transport, and Non-Adiabatic Leakage Thresholds in the Nonautonomous Kerr-Cat Qubit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.24042v1
- Date: Mon, 27 Apr 2026 05:03:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-28 17:12:07.74609
- Title: Lobe Dynamics, Phase-Space Transport, and Non-Adiabatic Leakage Thresholds in the Nonautonomous Kerr-Cat Qubit
- Title（参考訳）: 非自律Kerr-Cat量子ビットにおけるローブダイナミクス、位相空間輸送および非断熱リーク閾値
- Authors: Stephen Wiggins,
- Abstract要約: 静的平衡画像はKerr-cat量子ビットにおける状態形成とゲート誘起輸送の両方を記述するのに不完全であることを示す。
ゲート実行では,高速パルスを保守性共振器形8分離器の弱い摂動としてモデル化する。
結果として生じる振幅幅閾値曲線は、ゲートパルス誘起輸送の開始の序列幾何学的指標を与える。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The Kerr-nonlinear parametric oscillator (KPO) provides a foundational semiclassical model for cat-state quantum hardware. Standard analyses of the KPO typically rely on autonomous, frozen-time approximations to describe the stabilization of macroscopic coherent states. However, state preparation and gate manipulation are driven by explicitly time-dependent microwave pulses, so the operational dynamics are inherently nonautonomous. In this paper, we show that static algebraic equilibrium pictures are incomplete for describing both state formation and gate-induced transport in the Kerr-cat qubit. For nonautonomous state preparation, we analyze the ramped resonant model by combining a linear nonautonomous stability analysis with a local invariant-graph reduction near the vacuum trajectory. This yields a quintic reduced normal form in the critical direction and identifies two symmetric post-threshold moving branches that organize the local state-formation dynamics. The associated diagnostics separate the reduced branch dynamics from the full two-dimensional phase-twist relaxation observed in the hardware coordinates. For gate execution, we model a fast pulse as a weak aperiodic perturbation of the conservative resonant figure-eight separatrix and apply Melnikov's method to derive a leading-order transport criterion. In this framework, transient lobe dynamics emerge as a semiclassical mechanism for non-adiabatic leakage, and the resulting amplitude-width threshold curve provides a leading-order geometric indicator for the onset of gate-pulse-induced transport.
- Abstract（参考訳）: Kerr-nonlinear Parametric oscillator (KPO) は、猫状態量子ハードウェアの基本的な半古典的モデルを提供する。
KPOの標準解析は、通常、マクロコヒーレント状態の安定化を記述するために、自律的、凍結時間近似に依存する。
しかし、状態準備とゲート操作は明示的に時間依存のマイクロ波パルスによって駆動されるため、操作力学は本質的に不規則である。
本稿では,Kerr-cat量子ビットにおける状態形成とゲート誘起輸送の両方を記述するために,静的代数平衡画像が不完全であることを示す。
非線形状態生成のために、線形非線形安定性解析と真空軌道近傍の局所不変グラフ低減を組み合わせ、傾斜共振モデルの解析を行う。
これにより、臨界方向における不規則な正規形が減少し、局所的な状態形成ダイナミクスを組織する2つの対称な後移動枝が特定される。
関連する診断は、ハードウェア座標で観測された2次元位相-ツイスト緩和から、還元された分岐ダイナミクスを分離する。
ゲート実行では,高速パルスを保守型共振器形8分離器の弱い非周期的摂動としてモデル化し,Melnikov法を適用して前順序輸送基準を導出する。
本枠組みでは, 非断熱リークの半古典的機構として一過性ローブダイナミクスが出現し, 結果として生じる振幅幅閾値曲線はゲートパルス誘起輸送の開始の序列幾何学的指標となる。
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