高相干超导电路中可调跳跃与非线性交叉 Kerr 相互作用
量子物理
2018-08-09 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
模拟量子模拟通过使用专门设计、受控良好的量子系统，为探索复杂量子系统与现象提供了丰富机会。提高此类实验平台范围与灵活性的关键要素，是能够原位访问并调节不同相互作用区间。在此，我们提出一种由两个高相干 transmon 构成的超导电路基本单元，其具备原位可调的光子跳跃与非线性交叉 Kerr 耦合。这些相互作用通过非线性耦合器介导，该耦合器由一个大电容与一个可调超导量子干涉器件（SQUID）并联组成。我们通过实验在单激发与双激发子空间中表征该系统来展示工作原理，并推导出一个能准确描述我们测量的完整理论模型。两个量子比特均具有高相干特性，在耦合器的所有偏置点处弛豫时间典型值在 15 至 40 微秒范围内。我们的器件可用作扩展 Bose-Hubbard 与 Heisenberg XXZ 模型模拟量子模拟器中的可扩展基本单元，并可能在量子计算中具有应用，例如实现快速双量子比特门与完美态传输协议。
引用
@article{arxiv.1802.10037,
title = {Tuneable hopping and nonlinear cross-Kerr interactions in a high-coherence superconducting circuit},
author = {M. Kounalakis and C. Dickel and A. Bruno and N. K. Langford and G. A. Steele},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.10037},
year = {2018}
}