与 transmon 辅助比特耦合的腔模的驱动诱导非线性

与 transmon 辅助比特耦合的高 Q 微波腔模为量子计算提供了一种硬件高效的平台。由于其耦合，腔模从 transmon 继承了有限非线性。本文中，我们从理论与实验上研究 transmon 辅助比特上的非共振驱动如何以定性不同的方式改变腔模的非线性，这取决于腔-transmon 失谐、驱动-transmon 失谐与 transmon 非谐性之间的相互关系。对于小于或与驱动-transmon 失谐和 transmon 非谐性相当的腔-transmon 失谐，非共振 transmon 驱动可诱导腔与 transmon 激发间的多光子共振，其随驱动参数变化强烈改变腔非线性。对于大腔-transmon 失谐，该驱动诱导依赖于腔光子数的 transmon 能级 ac Stark 位移，其转化为有效腔非线性。在弱 transmon-腔耦合区，腔 Kerr 非线性关联到被驱动辅助比特的三阶非线性磁化率函数 $\chi^{(3)}$。该磁化率函数提供了一种数值高效的计算腔 Kerr 的方法，尤其适用于由单个 transmon 控制的具有多个腔模的系统。它也可作为识别不期望的驱动诱导多光子共振过程的诊断工具。最后，我们表明通过审慎选择驱动幅度，单个非共振 transmon 驱动可用于抵消腔自 Kerr 非线性或腔间交叉 Kerr。这提供了一种在玻色子操作或依赖腔模线性的量子纠错协议期间动态校正腔 Kerr 非线性的方法。