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非自主 Kerr-Cat 量子比特中的脊柱动力学、相空间传输与非绝热漏泄阈值

量子物理 2026-04-28 v1 动力系统

摘要

Kerr 非线性参数振荡器 (KPO) 为猫态量子硬件提供了基础的半经典模型。标准的 KPO 分析通常依赖于自治、冻结时间近似来描述对宏观相干态的稳定。然而,状态准备和门操作由显式时变微波脉冲驱动,因此操作动力学本质上是非自主的。本文中,我们展示,静态代数平衡图在描述状态形成和门诱导的传输方面是不完整的。对于非自主状态准备,我们通过结合线性非自主稳定性分析与 vacuum 轨迹附近的局部不变图约化来分析坡化共振模型。这得到临界方向上的五次简化正规形,并识别出两个对称的超阈移动分支,用于组织局部状态形成动力学。相关诊断将简化分支动力学与硬件坐标中观察到的二维相位扭曲松弛区分开来。对于门执行,我们将快速脉冲建模为保守共振 figure-8 分离曲线的弱非周期扰动,并应用 Melnikov 方法推导领先阶的传输准则。在此框架下,瞬态脊柱动力学作为非绝热漏泄的半经典机制,结果得到的�幅宽度阈值曲线为脉冲引起的传输提供了领先阶的几何指示器。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.24042,
  title  = {Lobe Dynamics, Phase-Space Transport, and Non-Adiabatic Leakage Thresholds in the Nonautonomous Kerr-Cat Qubit},
  author = {Stephen Wiggins},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.24042},
  year   = {2026}
}

备注

26 pages, 6 figures