論文の概要: Occupation-selective photon-pair interactions in a flux-pumped SQUID resonator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.33228v1
• Date: Sun, 27 Sep 2026 05:09:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-06 02:04:23.886143
• Title: Occupation-selective photon-pair interactions in a flux-pumped SQUID resonator
• Title（参考訳）: フラックス励起SQUID共振器の作動選択光子対相互作用
• Abstract要約: 信号モードで2つの光子を生成または消滅させる縮退ペアプロセスについて検討する。 励起を交換しないが、この制御モードは共振周波数とペア遷移の強度の両方を変更する。 その結果、1つの調和モードの状態が別の非線形過程のスペクトル位置と結合強度の両方を制御するボソン制御パラメトリック相互作用が確立された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Flux-pumped Josephson circuits provide a versatile platform for parametric photon generation and multimode bosonic control. We identify an occupation-conditioned pair interaction that arises when two harmonic normal modes participate in the same driven SQUID coordinate. We consider a degenerate pair process in which two photons are created or annihilated in a signal mode while the occupation of a second harmonic mode remains unchanged. Although it does not exchange excitations, this controller mode modifies both the resonance frequency and the strength of the pair transition. The two effects have different physical origins: diagonal Josephson nonlinearities shift the pair resonance, whereas the nonlinear Josephson matrix element makes the avoided-crossing gap itself depend on the controller occupation. Starting from the full Josephson cosine, we develop complementary time-dependent Schrieffer--Wolff and Magnus descriptions that expose the direct and virtual processes responsible for this interaction, and benchmark the resulting effective theory against a numerically converged Floquet treatment of the unexpanded two-mode circuit Hamiltonian. The occupation dependence produces a two-dimensional pair spectrum that enables selective transitions within the bosonic Fock lattice. When the controller is prepared in a coherent superposition, the same interaction converts this conditional dynamics into signal--controller entanglement and controller-dependent non-Gaussian state generation. Observable-level comparisons further show that the variation of the pair-transition strength cannot be reproduced by occupation-dependent resonance shifts alone. These results establish a boson-controlled parametric interaction in which the state of one harmonic mode controls both the spectral position and the coupling strength of a nonlinear process in another.
• Abstract（参考訳）: フラックス励起ジョセフソン回路はパラメトリック光子生成と多モードボソニック制御のための多用途プラットフォームを提供する。 2つの調和正規モードが同じ駆動SQUID座標に参加するときに発生する、職業条件付きペア相互作用を同定する。 2つの光子を信号モードで生成または消滅し、第2高調波モードの占有が変化しない縮退ペアプロセスを考える。 励起を交換しないが、この制御モードは共振周波数とペア遷移の強度の両方を変更する。 対角ジョセフソン非線形性は対共鳴をシフトさせるが、非線形ジョセフソン行列要素は回避交叉ギャップ自体をコントローラの占有に依存する。 ジョセフソンのコサイン全体から、この相互作用に責任を負う直接的および仮想的な過程を明らかにする補完的な時間依存的なシュリーファー-ヴォルフとマグヌスの記述を開発し、未拡張の2モード回路ハミルトンのフロケ処理に対する数値収束に対する有効理論をベンチマークする。 占有依存は、ボソニックフォック格子内の選択的遷移を可能にする2次元対スペクトルを生成する。 コントローラがコヒーレントな重ね合わせで準備されるとき、同じ相互作用は、この条件力学を信号-コントローラの絡み合いと、コントローラ依存の非ガウス状態生成に変換する。 可観測レベルの比較により、一対の遷移強度の変動は、職業依存の共振シフトだけでは再現できないことが示された。 これらの結果は、ある調和モードの状態が別の非線形過程のスペクトル位置と結合強度の両方を制御するボソン制御パラメトリック相互作用を確立する。

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