超导腔量子比特中少光子传输的解析量子全波分析
扩展超导量子计算机规模的一种可行方案是利用传播光子将不同设备互联。相应地,准确建模这种量子互连中的量子信息传输对推进该新兴技术至关重要。要实现这一点,全波量子数值模型对描述各组件在少量光子传输中的特性具有关键作用。然而由于缺乏标准组件的解析解,验证此类数值模型的准确性仍是重大挑战。近期研究在创建首个超导电路量子器件的解析量子全波解方面取得突破——该工作分别研究了空矩形波导腔中双光子传输的案例,以及封闭矩形波导腔内光子与由约瑟夫森结连接小型线偶极天线形成的transmon量子比特的相互作用。本文在此基础上,进一步研究了当波导腔通过两个同轴端口连接时,含此类量子比特的矩形波导腔在单光子和双光子传输中的特性。这类器件可作为量子存储器或光子源组件,以多种方式应用于量子互连系统。研究采用量子输入-输出理论框架,推导出相关单/双光子传输特性,并考察了腔量子电动力学“好腔”与“坏腔”状态下非线性量子散射效应的特征。这些解析结果未来可用于验证量子互连建模的全波量子数值求解器。
量科快讯
1 天前
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