論文の概要: Quantum computation and simulation with vibrational modes of trapped ions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.14299v1
• Date: Fri, 26 Mar 2021 07:28:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-06 19:28:23.394377
• Title: Quantum computation and simulation with vibrational modes of trapped ions
• Title（参考訳）: 捕捉イオンの振動モードを用いた量子計算とシミュレーション
• Authors: Wentao Chen, Jaren Gan, Jing-Ning Zhang, Dzmitry Matuskevich, Kihwan Kim
• Abstract要約: 閉じ込められたイオン系における振動自由度は、近年量子資源として注目されている。 振動モードのコヒーレントな操作に関する最近の理論的および実験的研究をレビューする。 本研究では,非古典状態の生成,分子ビブロニックサンプリング,量子熱力学への応用など,振動モードを用いた実験について述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.319617845809864
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Vibrational degrees of freedom in trapped-ion systems have recently been gaining attention as a quantum resource, beyond the role as a mediator for entangling quantum operations on internal degrees of freedom, because of the large available Hilbert space. The vibrational modes can be represented as quantum harmonic oscillators and thus offer a Hilbert space with infinite dimension. Here we review recent theoretical and experimental progress in the coherent manipulation of the vibrational modes, including bosonic encoding schemes in quantum information, reliable and efficient measurement techniques, and quantum operations that allow various quantum simulations and quantum computation algorithms. We describe experiments using the vibrational modes, including the preparation of non-classical states, molecular vibronic sampling, and applications in quantum thermodynamics. We finally discuss the potential prospects and challenges of trapped-ion vibrational-mode quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 閉じ込められたイオン系における振動自由度は最近、ヒルベルト空間が広いため、内部自由度で量子操作を絡める仲介者としての役割を超えて、量子資源として注目されている。 振動モードは量子調和振動子として表すことができ、したがって無限次元のヒルベルト空間を与える。 本稿では,量子情報におけるボソニック符号化法,信頼度の高い効率的な計測手法,様々な量子シミュレーションや量子計算アルゴリズムを可能にする量子演算など,振動モードのコヒーレント操作に関する理論および実験の最近の進歩について述べる。 本研究では,非古典状態の生成,分子ビブロニックサンプリング,量子熱力学への応用など,振動モードを用いた実験について述べる。 最後に、トラップイオン振動モード量子情報処理の可能性と課題について論じる。

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