論文の概要: Nearly optimal time-independent reversal of a spin chain
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.02843v1
- Date: Thu, 5 Mar 2020 19:00:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-30 11:25:56.920161
- Title: Nearly optimal time-independent reversal of a spin chain
- Title（参考訳）: スピン鎖のほぼ最適時間非依存逆転
- Authors: Aniruddha Bapat, Eddie Schoute, Alexey V. Gorshkov, Andrew M. Childs
- Abstract要約: N$スピンの連鎖における量子ビット順序の逆転に対する時間非依存のプロトコルを提案する。
SWAPゲートを用いた単純なアプローチよりも3倍高速にこの状態逆転を実現する。
我々は、我々のプロトコルを、状態反転のための最も近い、時間に依存しないハミルトンプロトコルの無限の族に拡張する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4050836886292872
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We propose a time-independent Hamiltonian protocol for the reversal of qubit
ordering in a chain of $N$ spins. Our protocol has an easily implementable
nearest-neighbor, transverse-field Ising model Hamiltonian with
time-independent, non-uniform couplings. Under appropriate normalization, we
implement this state reversal three times faster than a naive approach using
SWAP gates, in time comparable to a protocol of Raussendorf [Phys. Rev. A 72,
052301 (2005)] that requires dynamical control. We also prove lower bounds on
state reversal by using results on the entanglement capacity of Hamiltonians
and show that we are within a factor $1.502(1+1/N)$ of the shortest time
possible. Our lower bound holds for all nearest-neighbor qubit protocols with
arbitrary finite ancilla spaces and local operations and classical
communication. Finally, we extend our protocol to an infinite family of
nearest-neighbor, time-independent Hamiltonian protocols for state reversal.
This includes chains with nearly uniform coupling that may be especially
feasible for experimental implementation.
- Abstract（参考訳）: N$スピンの連鎖における量子ビット順序の反転に対する時間非依存なハミルトンプロトコルを提案する。
本プロトコルは時間に依存しない非一様結合を持つ最寄り場・横場イジングモデルハミルトニアンの実装が容易である。
適切な正規化の下では、この状態逆転はSWAPゲートを用いて、動的制御を必要とするRausendorf (Phys. Rev. A 72, 052301 (2005)) のプロトコルに匹敵する、自然なアプローチよりも3倍高速に実装する。
また、ハミルトニアンのエンタングルメント容量に関する結果を用いて、状態反転における下限を証明し、可能な最短時間のうち1.502(1+1/n)$以下であることを示す。
我々の下限は、任意の有限アンシラ空間と局所演算と古典的通信を持つ最寄りの全ての量子ビットプロトコルに対するものである。
最後に、状態反転のための最寄りの時間に依存しないハミルトニアンプロトコルの無限族にプロトコルを拡張します。
これには、実験的な実装で特に実現可能なほぼ均一なカップリングを持つチェーンが含まれる。
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