論文の概要: Symmetries and model reduction in a $\cos 2\varphi$ transmon qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.41542v1
• Date: Fri, 30 Oct 2026 10:40:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-11-02 22:05:31.683679
• Title: Symmetries and model reduction in a $\cos 2\varphi$ transmon qubit
• Title（参考訳）: $\cos 2\varphi$transmon qubit の対称性とモデル還元
• Abstract要約: 超伝導回路における保護規則は、量子ビット状態間の遷移を禁止している。 回路は複数のループと島を結合し、複数の非線形結合モードをホストする。 我々は、最近2コアペア干渉計で実験的に実現した、$cos 2varphi$transmon qubitに対するそのような還元法を開発した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 33.794966482027995
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Engineered symmetries in superconducting circuits can protect quantum information; much like selection rules in atomic physics, they forbid transitions between the qubit states. Protected circuits, however, combine several loops and islands and host multiple nonlinearly coupled modes, calling for reduced low-energy models that inherit the circuit symmetries and make the protection manifest. We develop such a reduction for the $\cos 2\varphi$ transmon qubit, recently realized experimentally with a two-Cooper-pair interferometer, whose circuit hosts three coupled modes. Exploiting the separation of energy scales between the heavy transmon mode and the light internal modes of the interferometer, we derive an effective single-band Born-Oppenheimer model, including its geometric correction, and extend it to several bands. We identify the symmetries of the full and reduced Hamiltonians and derive exact selection rules. Finally, we identify a parameter regime beyond the single-band description that suppresses flux-noise dephasing without degrading charge-noise protection.
• Abstract（参考訳）: 超伝導回路のエンジニアリングされた対称性は量子情報を保護することができ、原子物理学における選択規則と同様に、量子ビット状態間の遷移を禁止している。 しかし、保護回路は複数のループと島を結合し、複数の非線形結合モードをホストし、回路対称性を継承し保護を宣言する低エネルギーモデルを求める。 我々は最近、回路が3つの結合モードを持つ2コアペア干渉計で実験的に実現した、$\cos 2\varphi$ transmon qubit に対するそのような還元法を開発した。 干渉計の重トランスモンモードと光内部モードの間のエネルギースケールの分離を行ない、幾何補正を含む効果的なシングルバンドボルン・オッペンハイマーモデルを導出し、それを複数のバンドに拡張する。 完備かつ縮小されたハミルトン多様体の対称性を特定し、正確な選択規則を導出する。 最後に、電荷ノイズ保護を低下させることなく、フラックスノイズの劣化を抑制する単一バンド記述以上のパラメータ構造を同定する。

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