論文の概要: Dissipative preparation and stabilization of d-mode multinomial cat states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.03302v1
• Date: Fri, 03 Jul 2026 13:12:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-07 22:26:29.584461
• Title: Dissipative preparation and stabilization of d-mode multinomial cat states
• Title（参考訳）: dモード多母猫状態の散発的調製と安定化
• Authors: S. Zhao, A. Metelmann,
• Abstract要約: 調整された定常状態による工学的な散逸は、量子状態の準備と安定化のための強力なアプローチとなっている。 ボゾン系における多モード猫状態の生成に必要な散逸過程を設計するための一般的な手法を提案する。 我々のスキームは、$mathfraksu(dge2)$ algebra に付随する任意の d-モード多項猫状態までスケールできる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Engineering dissipation with tailored steady states has become a powerful approach for preparing and stabilizing quantum states. In this framework, engineered dissipative processes continuously steer a system towards desired target states while suppressing unwanted noise. However, extending this idea to multimode systems is challenging and remains largely unexplored, although this class of states is a powerful resource for quantum sensing and quantum information processing applications. Here, we propose a general method to design the required dissipative processes for the generation of multimode cat states in bosonic systems. We show that the engineered dissipation prepares such states from the vacuum with high fidelity and robustly stabilizes them against decoherence. As a result, their lifetime is extended by several orders of magnitude compared to natural decay times, which in turn enhances their applications in quantum techonologies. We specifically focus on the preparation and stabilization of two-mode binomial cat states and discuss a pathway for the implementation in superconducting circuit. However, our scheme can also scale up to arbitrary d-mode multinomial cat states associated to $\mathfrak{su}(d\ge2)$ algebras, and thus, our scalable framework provides a feasible route towards stabilizing compact nonclassical states.
• Abstract（参考訳）: 調整された定常状態による工学的な散逸は、量子状態の準備と安定化のための強力なアプローチとなっている。 このフレームワークでは、エンジニアリングされた散逸プロセスが、望ましくないノイズを抑えながら、常に所望の目標状態に向けてシステムを操る。 しかし、このアイデアをマルチモードシステムに拡張することは困難であり、量子センシングおよび量子情報処理アプリケーションのための強力なリソースであるにもかかわらず、ほとんど探索されていない。 本稿では,ボゾン系における多モード猫状態の生成に必要な散逸過程を設計するための一般的な手法を提案する。 工学的な散逸は真空から高忠実度でそのような状態を準備し、デコヒーレンスに対して頑健に安定化することを示す。 結果として、それらの寿命は自然崩壊時間に比べて数桁の規模で拡張され、量子技術への応用が促進される。 具体的には, 2モード二相猫状態の調製と安定化に着目し, 超伝導回路における実装の道筋について論じる。 しかしながら、我々のスキームは、$\mathfrak{su}(d\ge2)$環に付随する任意のdモードの多相性猫状態までスケールできるので、我々のスケーラブルなフレームワークは、コンパクトな非古典的状態の安定化への実現可能な経路を提供する。

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