論文の概要: An extensive theory of nonlinearly intercoupled pseudomodes for noise model reduction in circuit QED
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.03946v2
- Date: Wed, 13 May 2026 07:48:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-14 17:13:58.758674
- Title: An extensive theory of nonlinearly intercoupled pseudomodes for noise model reduction in circuit QED
- Title（参考訳）: 回路QEDにおけるノイズモデル低減のための非線形結合擬似モードの広範な理論
- Authors: M. Gabriela Boada G., Nicolas Dirnegger, Andrea Delgado, Prineha Narang,
- Abstract要約: オープンシステムcQEDダイナミックスのための非摂動的かつ体系的に再現可能なフレームワークを提供する。
我々は、維持モードグリーン函数に対するダイソン方程式を通して、ハイゼンベルク像の一般理論を発展させる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5599792629509229
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Superconducting circuit quantum electrodynamical (cQED) platforms present a persistent modeling challenge: the intrinsic nonlinearity of the Josephson potential couples to a dissipative electromagnetic environment in ways that resist both perturbative treatment and naive Markovian reduction. Standard approaches either scale poorly with system size or absorb undeclared approximations about the noise structure into their master equations. In this work, we generalize Garraway's pseudomode construction to accommodate nonlinearly intercoupled auxiliary modes, providing a nonperturbative and systematically reducible framework for open-system cQED dynamics. The key observation is that pseudomode elimination is not fundamentally tied to linearity but to representability: any eliminated sector whose influence on the retained subsystem admits a rational self-energy can be replaced by a finite set of damped auxiliary modes, independent of the internal nonlinear structure of the retained Hamiltonian. We develop the general theory in the Heisenberg picture via a Dyson equation for the retained-mode Green's function, then demonstrate closed-form elimination for two-, three-, and four-mode Kerr-coupled systems with bilinear exchange and three-wave mixing interactions. The resulting framework substantially reduces the computational overhead of open-system cQED modeling while remaining faithful to the underlying physics, provided the spectral description of the eliminated sector is chosen to match the experimentally measured response functions of the hardware.
- Abstract（参考訳）: 超伝導回路の量子力学(cQED)プラットフォームは、ジョセフソンポテンシャル対の固有の非線形性を、摂動的処理とナイーブマルコフ還元の両方に抵抗する、散逸的な電磁環境に持続的なモデリング課題を提示する。
標準的なアプローチは、システムサイズで不十分にスケールするか、ノイズ構造に関する未宣言の近似をマスター方程式に吸収するかのいずれかである。
本研究では,Garraway の擬モード構造を一般化し,非摂動的かつ体系的に学習可能なオープンシステム cQED 力学フレームワークを提供する。
キーとなる観察は、擬モードの除去は基本的に線型性に結びついているのではなく、表現可能性に結びついている: 保留部分系に影響を及ぼす排除されたセクターは、有理自己エネルギーを認め、保留ハミルトニアンの内部非線形構造とは無関係に、減衰された補助モードの有限集合に置き換えることができる。
維持モードグリーン関数に対するダイソン方程式を用いてハイゼンベルク像の一般理論を開発し、2-, 3-, 4-モードカーカップリング系と2-線形交換および3-波混合相互作用の閉形式除去を示す。
結果として得られたフレームワークは、ハードウェアの実験的に測定された応答関数に一致するように、除去されたセクターのスペクトル記述を選択すると、基礎となる物理に忠実でありながら、オープンシステムcQEDモデリングの計算オーバーヘッドを大幅に削減する。
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