耦合到传输线网络的超导量子比特的 Maxwell-Schrödinger 建模
量子物理
2023-05-03 v2
摘要
在超导电路量子信息技术中，施加经典微波脉冲以控制和测量量子比特态。目前，这些微波脉冲的设计使用简单的理论或数值模型，未考虑量子比特态如何改变所施加微波脉冲的自洽相互作用。本工作中，我们给出并有限元时域离散化了一种半经典 Maxwell-Schrödinger 方法，用于描述超导量子比特电容耦合到一般传输线网络时的此类自洽动力学。我们通过表征与 transmon 和 fluxonium 量子比特常见控制及测量方法相关的关键效应，在可进行理论分析的系统上验证了所提方法。我们的数值结果也凸显了包含自洽相互作用不可或缺的场景。由于将微波作经典处理，在许多不需要微波量子统计的情形下，我们的方法比全量子方法高效得多。此外，当传输线系统改变时，我们的方法无需任何重新公式化。未来，我们的方法可用于快速探索更广阔的设计空间，以搜寻更有效的超导量子比特控制与测量协议。
引用
@article{arxiv.2210.07923,
title = {Maxwell-Schr\"{o}dinger Modeling of Superconducting Qubits Coupled to Transmission Line Networks},
author = {Thomas E. Roth and Samuel T. Elkin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.07923},
year = {2023}
}
备注
13 pages, 11 figures. v2 updates the formulation to also consider fluxonium qubits, significantly expands numerical results section