量子比特与库模式的耦合：通过电路设计增强相干时间
量子物理
2022-05-27 v1
摘要
本研究定义了量子比特与库模式耦合的电路模型，以明确库模式对量子比特衰减与退相位速率的影响。主要目标是从理论上计算量子比特的退相位与衰减速率，尤其是电路效应所致者。首先，定义系统（量子比特与库模式耦合）的哈密顿量，并据此推导量子比特能级密度矩阵的时间演化。通过计算量子比特能级密度演化，可估计最大耦合发生的频率，并了解电磁偏置在量子比特中的作用。其次，从理论上推导量子比特衰减速率。结果表明，衰减速率受电路元件的强烈影响，如量子比特电容，更重要的是量子比特与库模式间的耦合电容。作为主要结果，表明耦合电容的微小下降对弛豫时间的影响甚至超过量子比特电容。进而，利用 Heisenberg-Langevin 方程从理论考察了退相位速率（即库模式对量子比特跃迁频率的影响）。最后，将 Heisenberg-Langevin 方程变换至傅里叶域，计算了因与库模式耦合产生的量子比特光子数，这被视为噪声效应在量子比特中产生的光子，该量显著影响量子比特相干时间。
引用
@article{arxiv.2205.13361,
title = {Qubit Coupling to Reservoir Modes: Engineering the Circuitry to Enhance the Coherence Time},
author = {Ahmad Salmanogli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.13361},
year = {2022}
}