論文の概要: Precise Programmable Quantum Simulations with Optical Lattices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.01674v2
- Date: Tue, 12 May 2020 11:30:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-31 07:30:23.889500
- Title: Precise Programmable Quantum Simulations with Optical Lattices
- Title（参考訳）: 光格子を用いた精密プログラマブル量子シミュレーション
- Authors: Xingze Qiu, Jie Zou, Xiaodong Qi, and Xiaopeng Li
- Abstract要約: 本稿では,プログラマブルデジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)技術に基づいて,光学格子を用いたタイトな結合モデルをシミュレートする効率的な手法を提案する。
我々は,高精度かつ高効率な古典的アルゴリズムを開発した。
このアプローチは、光学格子に基づく大規模かつ正確にプログラム可能な量子シミュレーションへの道を開くことを期待する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.100524086514004
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We present an efficient approach to precisely simulate tight binding models
with optical lattices, based on programmable digital-micromirror-device (DMD)
techniques. Our approach consists of a subroutine of Wegner-flow enabled
precise extraction of a tight-binding model for a given optical potential, and
a reverse engineering step of adjusting the potential for a targeting model,
for both of which we develop classical algorithms to achieve high precision and
high efficiency. With renormalization of Wannier functions and high band
effects systematically calibrated in our protocol, we show the tight-binding
models with programmable onsite energies and tunnelings can be precisely
simulated with optical lattices integrated with the DMD techniques. With
numerical simulation, we demonstrate that our approach would facilitate quantum
simulation of localization physics with unprecedented programmability and
atom-based boson sampling for illustration of quantum computational advantage.
We expect this approach would pave a way towards large-scale and precise
programmable quantum simulations based on optical lattices.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,プログラマブルデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)技術に基づいて,光学格子を用いたタイトバインディングモデルを高精度にシミュレートする手法を提案する。
Wegner-flowのサブルーチンは、与えられた光ポテンシャルに対するタイトな結合モデルの正確な抽出と、ターゲティングモデルのポテンシャルを調整するためのリバースエンジニアリングステップで構成されており、どちらも高精度かつ高効率な古典的アルゴリズムを開発している。
本プロトコルでは,Wannier関数の再正規化と高帯域効果を系統的に校正することにより,プログラム可能なオンサイトエネルギーとトンネルの密結合モデルを,MDD技術と統合された光学格子で正確にシミュレートできることを示す。
数値シミュレーションにより,前例のないプログラム性を持つ局在物理学の量子シミュレーションと,量子計算の優位性を示すために原子ベースのボーソンサンプリングを実現することを実証した。
このアプローチは、光学格子に基づく大規模かつ正確にプログラム可能な量子シミュレーションへの道を開くことを期待する。
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