論文の概要: Simulation of Thermal Relaxation in Spin Chemistry Systems on a Quantum Computer Using Inherent Qubit Decoherence

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.00794v2
• Date: Fri, 6 Nov 2020 21:11:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-14 18:15:02.435738
• Title: Simulation of Thermal Relaxation in Spin Chemistry Systems on a Quantum Computer Using Inherent Qubit Decoherence
• Title（参考訳）: Inherent Qubit Decoherence を用いた量子コンピュータ上のスピン化学系の熱緩和シミュレーション
• Authors: Brian Rost, Barbara Jones, Mariya Vyushkova, Aaila Ali, Charlotte Cullip, Alexander Vyushkov, Jarek Nabrzyski
• Abstract要約: 我々は,実世界の量子システムの振舞いをシミュレーションする資源として,キュービットデコヒーレンスを活用することを目指している。 熱緩和を行うための3つの方法を提案する。 結果,実験データ,理論的予測との間には,良好な一致が得られた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 53.20999552522241
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Current and near term quantum computers (i.e. NISQ devices) are limited in their computational power in part due to qubit decoherence. Here we seek to take advantage of qubit decoherence as a resource in simulating the behavior of real world quantum systems, which are always subject to decoherence, with no additional computational overhead. As a first step toward this goal we simulate the thermal relaxation of quantum beats in radical ion pairs (RPs) on a quantum computer as a proof of concept of the method. We present three methods for implementing the thermal relaxation, one which explicitly applies the relaxation Kraus operators, one which combines results from two separate circuits in a classical post-processing step, and one which relies on leveraging the inherent decoherence of the qubits themselves. We use our methods to simulate two real world systems and find excellent agreement between our results, experimental data, and the theoretical prediction.
• Abstract（参考訳）: 現在の量子コンピュータ(すなわち NISQ デバイス)は、量子ビットのデコヒーレンスによって計算能力が制限されている。 ここでは,実世界の量子システムの振る舞いをシミュレートする資源としてqubitデコヒーレンスを活用し,計算オーバーヘッドを増加させずにデコヒーレンスを行う。 この目標に向けた第一歩として、量子コンピュータ上のラジカルイオン対(RP)における量子ビートの熱緩和を、この方法の概念の証明としてシミュレートする。 本稿では,熱緩和を実現するための3つの方法を提案する。1つは緩和クラウス作用素を明示的に適用し,もう1つは古典的後処理ステップにおいて2つの異なる回路からの結果を組み合わせたものである。 我々は,2つの実世界のシステムをシミュレートし,結果,実験データ,理論的予測との間に優れた一致を見出した。

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