論文の概要: Strong-Drive Limits in Josephson Circuits: From Chaos to an Unbound-Resonance Threshold
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.04704v1
- Date: Fri, 04 Sep 2026 04:23:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-07 18:15:23.905879
- Title: Strong-Drive Limits in Josephson Circuits: From Chaos to an Unbound-Resonance Threshold
- Title（参考訳）: ジョセフソン回路における強駆動限界:カオスから非有界共振閾値へ
- Abstract要約: 駆動周波数とdcフラックスバイアスにまたがる磁束および電荷駆動ジョセフソン回路の強い駆動限界について述べる。
フラックス駆動SQUIDにおける低周波閾値の予測dcバイアス依存性を実験的に検証し, 両しきい値の解析基準を導出する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.7717401649628877
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Strong microwave drives enable fast measurement and parametric control in superconducting circuits but can induce transitions out of the intended low-energy manifold. We develop a unified description of strong-drive limits in flux- and charge-driven Josephson circuits across drive frequency and dc flux bias. Using classical phase-space analysis and Floquet--Markov simulations, we identify distinct low- and high-frequency mechanisms. At low frequency, we characterize bound-state resonances and separatrix chaos and find that the flux-drive chaos threshold depends strongly on dc flux bias. At high frequency, these mechanisms are suppressed, and the dissipative steady state transfers from the central bound-state sector to outer resonances formed by above-barrier running trajectories. The resulting unbound-resonance threshold is nearly independent of drive frequency and circuit parameters over the regime studied and is controlled primarily by dc flux bias. Coherent simulations show that parametric operation persists beyond this threshold, but at a reduced rate, setting an effective upper bound on the achievable operation speed. We derive analytical criteria for both thresholds, validate them numerically, and experimentally confirm the predicted dc-bias dependence of the low-frequency threshold in a flux-driven SQUID. We also determine the timescales for transfer into the unbound-resonance regime and relaxation back to the bound-state manifold after the drive is removed. Finally, we relate the stability limits to a complementary picture based on the junction critical current and extend the framework to multitone drives and inductively shunted circuits. Together, these results identify the mechanisms limiting strong driving and suggest routes to extend the stable operating range of Josephson circuits.
- Abstract（参考訳）: 強いマイクロ波駆動は超伝導回路における高速な測定とパラメトリック制御を可能にするが、意図された低エネルギー多様体からの遷移を誘導することができる。
我々は、駆動周波数とdcフラックスバイアスにまたがる磁束および電荷駆動ジョセフソン回路における強駆動限界の統一的な記述を開発する。
古典位相空間解析とフロケ-マルコフシミュレーションを用いて、異なる低周波・高周波機構を同定する。
低周波では境界状態共鳴とセパラトリクスカオスを特徴付け、フラックス駆動カオス閾値はdcフラックスバイアスに強く依存する。
高周波ではこれらの機構が抑制され、中央境界状態セクターから上バリア走行軌道によって形成される外部共鳴への散逸定常状態の移動が抑制される。
結果として生じる非有界共鳴閾値は、制御系上の駆動周波数と回路パラメータにほぼ依存せず、主にdcフラックスバイアスによって制御される。
コヒーレントシミュレーションでは、パラメトリック演算はこのしきい値を超えて継続するが、少ない速度で、達成可能な演算速度に有効な上限を設定する。
フラックス駆動SQUIDにおける低周波閾値の予測dcバイアス依存性を実験的に検証し, 両しきい値の解析基準を導出する。
また、駆動が除去された後、非有界共振系への移動と有界多様体への緩和の時間尺度を決定する。
最後に、結合臨界電流に基づく相補的図形に安定性の限界を関連付け、この枠組みをマルチトーン駆動と帰納回路に拡張する。
これらの結果は、強い駆動を制限するメカニズムを特定し、ジョセフソン回路の安定動作範囲を拡張する経路を提案する。
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