Projekteja vuodessa
Abstrakti
We consider a superconducting half-wavelength resonator that is grounded at its both ends and contains a single Josephson junction. Previously this circuit was considered as a unimon qubit in the single-mode approximation where dc-phase-biasing the junction to π leads to increased anharmonicity and 99.9% experimentally observed single-qubit gate fidelity. Inspired by the promising first experimental results, we develop here a theoretical and numerical model for the detailed understanding of the multimode physics of the unimon circuit. To this end, first, we consider the high-frequency modes of the unimon circuit and find that even though these modes are at their ground state, they imply a significant renormalization to the Josephson energy. We introduce an efficient method to fully account for the relevant modes and show that unexcited high-lying modes lead to corrections in the qubit energy and anharmonicity. Interestingly, provided that the junction is offset from the middle of the circuit, we find strong cross-Kerr coupling strengths between a few low-lying modes. This observation paves the way for the utilization of the multimode structure, for example, as several qubits embedded into a single unimon circuit.
Alkuperäiskieli | Englanti |
---|---|
Artikkeli | 033001 |
Sivut | 1-21 |
Sivumäärä | 21 |
Julkaisu | PHYSICAL REVIEW RESEARCH |
Vuosikerta | 6 |
Numero | 3 |
DOI - pysyväislinkit | |
Tila | Julkaistu - 1 heinäk. 2024 |
OKM-julkaisutyyppi | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä |
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Multimode physics of the unimon circuit'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.-
QTF: Finnish Centre of Excellence in Quantum Technology
Pekola, J. (Vastuullinen tutkija), Subero Rengel, D. (Projektin jäsen), Ankerhold, E. (Projektin jäsen), Satrya, C. (Projektin jäsen), Mäkinen, I. (Projektin jäsen), Marín Suárez, M. (Projektin jäsen), Upadhyay, R. (Projektin jäsen) & Chen, Z.-Y. (Projektin jäsen)
01/01/2023 → 31/12/2025
Projekti: Academy of Finland: Other research funding
-
ERC ConceptQ: New superconducting quantum-electric device concept utilizing increased anharmonicity, simple structure, and insensitivity to charge and flux noise
Möttönen, M. (Vastuullinen tutkija), Duda, R. (Projektin jäsen), Vadimov, V. (Projektin jäsen), Mörstedt, T. (Projektin jäsen), Suominen, H. (Projektin jäsen), Zarrabi, H. (Projektin jäsen), Sunada, Y. (Projektin jäsen), Tuokkola, M. (Projektin jäsen) & Sah, A. (Projektin jäsen)
28/10/2022 → 31/10/2027
Projekti: EU: ERC grants
-
QTF 2 stage: Finnish Centre of Exellence in Quantum Technology
Pekola, J. (Vastuullinen tutkija), Thomas, G. (Projektin jäsen), Ankerhold, E. (Projektin jäsen), Subero Rengel, D. (Projektin jäsen), Chang, Y.-C. (Projektin jäsen), Lemziakov, S. (Projektin jäsen), Marín Suárez, M. (Projektin jäsen), Satrya, C. (Projektin jäsen) & Karimi, B. (Projektin jäsen)
01/05/2020 → 31/12/2022
Projekti: Academy of Finland: Other research funding