論文の概要: Fully-programmable universal quantum simulator with a one-dimensional quantum processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.00823v1
• Date: Wed, 2 Sep 2020 05:10:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-04 01:20:19.190766
• Title: Fully-programmable universal quantum simulator with a one-dimensional quantum processor
• Title（参考訳）: 1次元量子プロセッサを用いた完全プログラム可能な普遍量子シミュレータ
• Authors: V. M. Bastidas, T. Haug, C. Gravel, L.-C. Kwek, W. J. Munro, Kae Nemoto
• Abstract要約: 現在の量子デバイスは、古典的なコンピュータでは難しい特定のタスクを実行する。 超伝導量子プロセッサを製造時に決定する装置の接続性を再設定することが望ましい。 ここでは1次元鎖を周期的に駆動し、任意の接続性をシミュレートする効果的なハミルトン多様体を設計する。
• 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: Current quantum devices execute specific tasks that are hard for classical computers and have the potential to solve problems such as quantum simulation of material science and chemistry, even without error correction. For practical applications it is highly desirable to reconfigure the connectivity of the device, which for superconducting quantum processors is determined at fabrication. In addition, we require a careful design of control lines and couplings to resonators for measurements. Therefore, it is a cumbersome and slow undertaking to fabricate a new device for each problem we want to solve. Here we periodically drive a one-dimensional chain to engineer effective Hamiltonians that simulate arbitrary connectivities. We demonstrate the capability of our method by engineering driving sequences to simulate star, all-to-all, and ring connectivities. We also simulate a minimal example of the 3-SAT problem including three-body interactions, which are difficult to realize experimentally. Our results open a new paradigm to perform quantum simulation in near term quantum devices by enabling us to stroboscopically simulate arbitrary Hamiltonians with a single device and optimized driving sequences
• Abstract（参考訳）: 現在の量子デバイスは、古典的コンピュータでは難しい特定のタスクを実行し、エラー訂正なしでも物質科学や化学の量子シミュレーションのような問題を解決する可能性を秘めている。 実用化のためには、超伝導量子プロセッサが製造時に決定されるデバイスの接続性を再設定することが極めて望ましい。 さらに, 共振器に制御線路と結合部を慎重に設計する必要がある。 したがって、解決したい問題ごとに新しいデバイスを作るのは面倒で遅い作業です。 ここでは1次元鎖を周期的に駆動し、任意の接続性をシミュレートする効果的なハミルトン多様体を設計する。 本手法は,スター,オール・トゥ・オール,リング・コネクティビティをシミュレートするシステム駆動シーケンスを用いて,その性能を示す。 また,三体相互作用を含む3sat問題の最小例をシミュレートし,実験的に実現することが困難である。 提案手法は、任意のハミルトニアンを1つのデバイスと最適化された駆動列でストロボスコープでシミュレートすることで、近距離量子デバイスで量子シミュレーションを行うための新しいパラダイムを開拓する。

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