論文の概要: Digital quantum simulation framework for energy transport in an open quantum system

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.14136v2
• Date: Thu, 10 Dec 2020 12:20:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-12 20:13:10.091577
• Title: Digital quantum simulation framework for energy transport in an open quantum system
• Title（参考訳）: オープン量子システムにおけるエネルギー輸送のためのディジタル量子シミュレーションフレームワーク
• Authors: Pragati Gupta and C. M. Chandrashekar
• Abstract要約: デジタル量子シミュレーションはアナログシミュレーションよりも普遍性と柔軟性が高い。 我々は、新しい量子進化演算子を導入することにより、ENAQTのデジタル量子シミュレーションのための理論的枠組みを提供する。 ディジタル環境でFMO複合体をシミュレートし、力学の理論的および実験的証拠を再現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9551668880584971
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum effects such as the environment assisted quantum transport (ENAQT) displayed in photosynthetic Fenna-Mathews-Olson (FMO) complex has been simulated on analog quantum simulators. Digital quantum simulations offer greater universality and flexibility over analog simulations. However, digital quantum simulations of open quantum systems face a theoretical challenge; one does not know the solutions of the continuous time master equation for developing quantum gate operators. We give a theoretical framework for digital quantum simulation of ENAQT by introducing new quantum evolution operators. We develop the dynamical equation for the operators and prove that it is an analytical solution of the master equation. As an example, using the dynamical equations, we simulate the FMO complex in the digital setting, reproducing theoretical and experimental evidence of the dynamics. The framework gives an optimal method for {quantum circuit} implementation, giving a log reduction in complexity over known methods. The generic framework can be extrapolated to study other open quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 光合成Fenna-Mathews-Olson (FMO) 複合体に現れる環境支援量子輸送(ENAQT)のような量子効果は、アナログ量子シミュレーター上でシミュレートされている。 デジタル量子シミュレーションはアナログシミュレーションよりも普遍性と柔軟性が高い。 しかし、オープン量子系のデジタル量子シミュレーションは理論上の問題に直面しており、量子ゲート演算子を開発するための連続時間マスター方程式の解を知らない。 我々は、新しい量子進化演算子を導入することにより、ENAQTのデジタル量子シミュレーションのための理論的枠組みを提供する。 演算子に対する力学方程式を開発し、それがマスター方程式の分析解であることを証明する。 例えば、力学方程式を用いて、デジタル設定におけるfmo複合体をシミュレートし、力学の理論的および実験的証拠を再現する。 このフレームワークは {quantum circuit} の実装に最適な方法を提供し、既知のメソッドよりも複雑性のログを減少させる。 ジェネリックフレームワークは、他のオープン量子システムを研究するために外挿することができる。

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