非自治克尔猫量子位中的叶瓣动力学、相空间输运与非绝热泄漏阈值

克尔非线性参量振荡器(KPO)为猫态量子硬件提供了基础性的半经典模型。对该系统的标准分析通常依赖自治、冻结时间的近似方法来描述宏观相干态的稳定化。然而,量子态制备和门操控均由显含时间依赖性的微波脉冲驱动,因此操作动力学本质上是非自治的。本文研究表明,静态代数平衡图像既不足以描述克尔猫量子比特中的态形成过程,也无法完整刻画门操控引发的态迁移现象。 针对非自治态制备过程,该团队通过将线性非自治稳定性分析与真空轨迹附近的局部不变流形约化相结合,研究了斜坡共振模型。该方法在临界方向上导出了五阶约化范式,并识别出两个对称的阈值后移动分支——它们主导着局部态形成的动力学行为。相关诊断手段成功将约化分支动力学与硬件坐标系中观测到的二维相位扭转弛豫现象分离开来。 在门操作建模方面,该团队将快速脉冲视为保守共振八字形分界线上的弱非周期扰动,运用梅尔尼科夫方法推导出一阶迁移判据。在此框架下,瞬态叶瓣动力学作为非绝热泄漏的半经典机制显现,由此得到的振幅-宽度阈值曲线为首阶几何指标,可用于判定门脉冲引发态迁移的起始条件。

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提交arXiv: 2026-04-27 05:03

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