論文の概要: Programmable Quantum Annealing Architectures with Ising Quantum Wires

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.00006v2
• Date: Sat, 7 Nov 2020 14:11:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-07 12:34:36.727712
• Title: Programmable Quantum Annealing Architectures with Ising Quantum Wires
• Title（参考訳）: Ising Quantum Wiresを用いたプログラマブル量子アニーリングアーキテクチャ
• Authors: Xingze Qiu, Peter Zoller, and Xiaopeng Li
• Abstract要約: 量子アニールは、イジングスピン-ハミルトン量子の基底状態を機械的に準備することを目的としている。 本稿では、必要なスピン相互作用を2ポートで実装するアーキテクチャ、あるいは一般的にはスピンを接続するマルチポート量子イジングワイヤについて論じる。 最大カッツおよび素因数分解問題を解く少数のスピンデバイスに対するアプローチを概説し、大型原子系へのスケーリングの可能性について論じる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.808255698770643
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum annealing aims at solving optimization problems efficiently by preparing the ground state of an Ising spin-Hamiltonian quantum mechanically. A prerequisite of building a quantum annealer is the implementation of programmable long-range two-, three- or multi-spin Ising interactions. We discuss an architecture, where the required spin interactions are implemented via two-port, or in general multi-port quantum Ising wires connecting the spins of interest. This quantum annealing architecture of spins connected by Ising quantum wires can be realized by exploiting the three dimensional (3D) character of atomic platforms, including atoms in optical lattices and Rydberg tweezer arrays. The realization only requires engineering on-site terms and two-body interactions between nearest neighboring qubits. The locally coupled spin model on a 3D cubic lattice is sufficient to effectively produce arbitrary all-to-all coupled Ising Hamiltonians. We illustrate the approach for few spin devices solving Max-Cut and prime factorization problems, and discuss the potential scaling to large atom based systems.
• Abstract（参考訳）: 量子アニールは、イジングスピン-ハミルトン量子の基底状態を機械的に準備することで最適化問題を効率的に解くことを目的としている。 量子アニール器構築の前提条件は、プログラム可能な長距離2-、3-またはマルチスピンイジング相互作用の実装である。 本稿では、必要なスピン相互作用を2ポートで実装するアーキテクチャ、あるいは一般的にはスピンを接続するマルチポート量子イジングワイヤについて論じる。 量子線のイジングによって接続されるスピンの量子アニール構造は、光学格子中の原子やrydberg tweezer配列を含む原子プラットフォームの3次元(3d)特性を利用して実現することができる。 この実現は、近傍の量子ビット間の工学的なオンサイト項と2体相互作用のみを必要とする。 3次元立方格子上の局所結合スピンモデルは、任意の全対全結合イジングハミルトニアンを効果的に生成するのに十分である。 最大カッツおよび素因数分解問題を解く少数のスピンデバイスに対するアプローチを概説し、大型原子系へのスケーリングの可能性について論じる。

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