論文の概要: Quantum simulations with complex geometries and synthetic gauge fields in a trapped ion chain

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.02139v1
• Date: Sat, 4 Jul 2020 16:48:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-11 08:16:43.763941
• Title: Quantum simulations with complex geometries and synthetic gauge fields in a trapped ion chain
• Title（参考訳）: 閉じ込められたイオン鎖における複素測地と合成ゲージ場による量子シミュレーション
• Authors: Tom Manovitz and Yotam Shapira and Nitzan Akerman and Ady Stern and Roee Ozeri
• Abstract要約: 本稿では、イオン鎖に沿った外部磁場勾配と、大域的に均一な駆動場を用いて、量子シミュレータの到達範囲を大幅に拡張する手法を提案する。 この技術は、トラップされたイオンの線形鎖における静的および時間変化の合成ゲージ場を生成するために使用できる。 これは、周期境界条件や高次元ハミルトニアンを含む様々な結合と位相の幾何学の連続的なシミュレーションを可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In recent years, arrays of atomic ions in a linear RF trap have proven to be a particularly successful platform for quantum simulation. However, a wide range of quantum models and phenomena have, so far, remained beyond the reach of such simulators. In this work we introduce a technique that can substantially extend this reach using an external field gradient along the ion chain and a global, uniform driving field. The technique can be used to generate both static and time-varying synthetic gauge fields in a linear chain of trapped ions, and enables continuous simulation of a variety of coupling geometries and topologies, including periodic boundary conditions and high dimensional Hamiltonians. We describe the technique, derive the corresponding effective Hamiltonian, propose a number of variations, and discuss the possibility of scaling to quantum-advantage sized simulators. Additionally, we suggest several possible implementations and briefly examine two: the Aharonov-Bohm ring and the frustrated triangular ladder.
• Abstract（参考訳）: 近年、線形RFトラップ中の原子イオンの配列は、特に量子シミュレーションのプラットフォームとして成功していることが証明されている。 しかし、これまでのところ、様々な量子モデルや現象はそのようなシミュレータの範囲を超えている。 本稿では,イオン鎖に沿った外部磁場勾配と大域的一様駆動場を用いて,この限界を大きく拡張する手法を提案する。 この手法は、捕捉されたイオンの線形鎖内で静的および時変合成ゲージ場を生成することができ、周期境界条件や高次元ハミルトニアンを含む様々な結合ジオメトリとトポロジーの連続的なシミュレーションを可能にする。 本手法は実効ハミルトニアンを導出し,様々なバリエーションを提案し,量子アドバンテージサイズのシミュレータへのスケーリングの可能性について議論する。 さらに、いくつかの実装を提案するとともに、Aharonov-Bohm環とフラストレーションのある三角形のはしごの2つを簡潔に検討する。

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