論文の概要: Drive-Only Interaction Engineering via Dynamical Freezing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.19114v1
• Date: Mon, 18 May 2026 21:01:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-20 15:03:08.987414
• Title: Drive-Only Interaction Engineering via Dynamical Freezing
• Title（参考訳）: 動的凍結によるドライブオンリーインタラクションエンジニアリング
• Authors: Songbo Xie, Jiheng Duan, Sabre Kais,
• Abstract要約: 凍結は通常、望ましくない力学を抑えるために使用されるが、相互作用を工学するためにも用いられる。 我々は、補助的なサブシステムを動的に凍結するドライブオンリー制御パラダイムである、凍結誘起相互作用工学を導入し、残りの自由度を効果的にハミルトニアンに還元する。
• 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: Freezing is usually used to suppress unwanted dynamics, but it can also be used to engineer interactions. We introduce freezing-induced interaction engineering, a drive-only control paradigm in which dynamically freezing an auxiliary subsystem reshapes the effective Hamiltonian of the remaining degrees of freedom. As a concrete realization, we consider a three-qubit architecture where a driven modulator $M$ is coupled to one of two target qubits, $Q_1$, while $Q_1$ and $Q_2$ retain a fixed native exchange-type interaction. When $M$ is frozen in a dressed eigenstate, its projection renormalizes the local Hamiltonian of $Q_1$. This makes the dressed-frame detuning between $Q_1$ and $Q_2$ controllable by the drive frequency. The native interaction can then be switched between two regimes: an interaction-off regime with large dressed-frame detuning, and an interaction-on regime with resonant exchange. In the interaction-on regime, the protocol realizes an iSWAP gate using the native $Q_1Q_2$ coupling. Full lab-frame simulations show high-fidelity iSWAP dynamics and strong interaction suppression in the interaction-off regime. By combining native-coupling gate speed with drive-only operational simplicity, freezing-induced interaction engineering provides a route toward fast, drive-controlled entangling gates in fixed-frequency quantum architectures.
• Abstract（参考訳）: 凍結は通常、望ましくない力学を抑えるために使用されるが、相互作用を工学するためにも用いられる。 我々は、補助的なサブシステムを動的に凍結するドライブオンリー制御パラダイムである、凍結誘起相互作用工学を導入し、残りの自由度を効果的にハミルトニアンに還元する。 具体的な実現法として、駆動変調器$M$が2つのターゲット量子ビットの1つ、$Q_1$、$Q_1$、$Q_2$が固定されたネイティブ交換型相互作用を保持する3量子アーキテクチャを考える。 M$が着飾った固有状態で凍結されると、その射影は局所ハミルトニアンを$Q_1$で再正規化する。 これにより、ドライブ周波数によって、$Q_1$と$Q_2$の間の着飾ったフレームのデチューンが制御できる。 ネイティブ相互作用は、大きな着衣フレームのデチューンを持つ相互作用オフレジームと共鳴交換を伴う相互作用オンレジームの2つのレジームの間で切り替えることができる。 インタラクションオン方式では、ネイティブな$Q_1Q_2$結合を用いてiSWAPゲートを実現する。 フルラボフレームシミュレーションでは、相互作用オフ状態における高忠実度iSWAPダイナミクスと強い相互作用抑制が示される。 ネイティブ結合ゲート速度とドライブのみの操作的単純さを組み合わせることで、凍結誘起相互作用工学は、固定量子量子アーキテクチャにおける高速で駆動制御されたエンタングリングゲートへの経路を提供する。

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