論文の概要: Robust Preparation of Many-body Ground States in Jaynes-Cummings Lattices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.02218v2
• Date: Mon, 14 Jun 2021 02:02:27 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-11 06:19:24.774335
• Title: Robust Preparation of Many-body Ground States in Jaynes-Cummings Lattices
• Title（参考訳）: Janes-Cummings格子における多体基底状態のロバストな調製
• Authors: Kang Cai, Prabin Parajuli, Guilu Long, Chee Wei Wong, and Lin Tian
• Abstract要約: 本稿では, 非線形最適化傾斜法による有限サイズJC格子中の多体偏光子基底状態の堅牢な調製法を提案する。 適切な傾斜軌跡を選択することで、ほぼ全てのパラメータ空間において、このアプローチの忠実度が一意に保たれることを示す。 このアプローチは、量子シミュレーターにおける高忠実性状態の準備に光を当て、実用的なデバイスによる量子シミュレーションの実装を進めることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.443982948660673
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Strongly-correlated polaritons in Jaynes-Cummings (JC) lattices can exhibit quantum phase transitions between the Mott-insulating and superfluid phases at integer fillings. The prerequisite to observe such phase transitions is to pump polariton excitations into a JC lattice and prepare them into appropriate ground states. Despite previous efforts, it is still challenging to generate many-body states with high accuracy. Here we present an approach for the robust preparation of many-body ground states of polaritons in finite-sized JC lattices by optimized nonlinear ramping. We apply a Landau-Zener type of estimation to this finite-sized system and derive the optimal ramping index for selected ramping trajectories, which can greatly improve the fidelity of the prepared states. With numerical simulation, we show that by choosing an appropriate ramping trajectory, the fidelity in this approach can remain close to unity in almost the entire parameter space. This approach can shed light on high-fidelity state preparation in quantum simulators and advance the implementation of quantum simulation with practical devices.
• Abstract（参考訳）: Jaynes-Cummings (JC) 格子の強い相関分極は、整数充填におけるモット絶縁相と超流動相の間の量子相転移を示す。 このような相転移を観察する前提条件は、偏光子励起をJC格子に励起し、適切な基底状態に準備することである。 これまでの努力にもかかわらず、高い精度で多体状態を生成することは依然として困難である。 ここでは, 有限サイズJC格子における偏光子多体基底状態の最適化による堅牢な調製法を提案する。 ランダウ-ツェナー型推定法をこの有限サイズのシステムに適用し,選択された傾斜軌道に対する最適傾斜指数を導出することにより,準備状態の忠実度を大幅に向上させることができる。 数値シミュレーションにより、適切な傾斜軌道を選択することにより、ほぼ全てのパラメータ空間において、このアプローチの忠実度が一意に保たれることを示す。 このアプローチは、量子シミュレーターにおける高忠実性状態の準備に光を当て、実用的なデバイスによる量子シミュレーションの実装を進めることができる。

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