通过人工量子隧穿实现受保护的猫-谷特三体manifold
量子物理
2026-04-28 v2
摘要
工程化量子隧穿在相位空间中已成为创建具有偏差噪声特性的受保护逻辑量子位的可行方法。一个有前景的方法是将 Kerr 非线性与多光子驱动相结合， resulting in 的系统称为 Kerr 参数振荡器（KPO）。在本工作中，我们实现了一个三光子 KPO 并探索了其作为受保护的玻色子谷特的潜力。我们通过展示三光子拉比振荡并进行直接的 Wigner 函数测量，确认了量子相干性，这些测量揭示了三组别的猫样态的形成。关键的是，我们观察到相位空间中一种呼吸样的动力学，这是受驱动量子系统的特征。这种动力学源于猫-谷特 manifold 与激发态之间的宏观时序干涉。所产生振荡的平均光子数频率提供了一种直接、时域测量的能隙，将谷特与激发态分离，从而建立了谷特 manifold 保护性的实验标志。此外，我们识别出一种寄生的高阶泵项作为限制平均光子数的主要机制，突出了其缓解作为最大化保护的必要条件。我们的发现阐明了三光子 KPO 的基本量子特性，并为其作为 alternative 谷特平台的使用奠定了第一步。
引用
@article{arxiv.2601.17675,
title = {Realisation of a Protected Cat-Qutrit Manifold via Engineered Quantum Tunnelling},
author = {Sangil Kwon and Daisuke Hoshi and Toshiaki Nagase and Daichi Sugiyama and Hiroto Mukai and Kengo Takemura and Rintaro Kojima and Yu Zhou and Shohei Watabe and Fumiki Yoshihara and Jaw-Shen Tsai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.17675},
year = {2026}
}