論文の概要: Revivals in One-dimensional Quantum Walks with a Time and Spin-dependent
Phase Shift
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.01730v1
- Date: Tue, 4 May 2021 19:59:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-01 15:15:10.680414
- Title: Revivals in One-dimensional Quantum Walks with a Time and Spin-dependent
Phase Shift
- Title（参考訳）: 時間とスピン依存位相シフトによる1次元量子ウォークの再生
- Authors: Muhammad Sajid, Qurat ul Ain, Hanifa Qureshi, and Tulva Tayyeba
- Abstract要約: 時間とスピン依存の位相シフトは、ある格子サイトから別の格子サイトへ移動する間、ウォーカーの波動関数に印加される。
標準プロトコルによって駆動される量子ウォークでは、同じ周期で完全なリバイバルが発生することを数値シミュレーションで示します。
標準的なプロトコルとは対照的に、スプリットステップの量子ウォークは確率分布の部分的な復元を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We investigate the role of a time and spin-dependent phase shift on the
evolution of one-dimensional discrete-time quantum walks. By employing Floquet
engineering, a time and spin-dependent phase shift ($\phi$) is imprinted onto
the walker's wave function while it shifts from one lattice site to another.
For a quantum walk driven by the standard protocol we show with our numerical
simulations that complete revivals with equal periods occur in the probability
distribution of the walk for rational values of the phase factor, i.e.,
$\phi/2\pi = p/q$. For an irrational value of $\phi/2\pi$ our results show
partial revivals in the probability distribution with unpredictable periods,
and the walker remains localized in a small region of the lattice. We further
investigate revivals in a split-step quantum walk with a time and
spin-dependent phase shift for rational values of $\phi/2\pi$. In contrast to
the case of standard protocol, the split-step quantum walk shows partial
revivals in the probability distribution. Furthermore, in view of an
experimental realization we investigate the robustness of revivals against
noise in the phase shift. Our results show that signatures of revivals persist
for smaller values of the noise parameter, while revivals vanish for larger
values. Our work is important in the context of quantum computation where
quantum walks with a time and spin-dependent phase shift can be used to control
and manipulate a desired quantum state on demand.
- Abstract（参考訳）: 一次元離散時間量子ウォークの進化における時間とスピン依存位相シフトの役割について検討する。
Floquetエンジニアリングを利用することで、時間とスピン依存の位相シフト($\phi$)が歩行器の波動関数に印加され、ある格子サイトから別の格子サイトへ遷移する。
標準プロトコルによって駆動される量子ウォークでは、位相係数の有理値に対するウォークの確率分布、すなわち$\phi/2\pi = p/q$で等周期の完全復調が生じることを示す数値シミュレーションで示される。
非合理的な値が$\phi/2\pi$の場合、この結果は予測不能な周期の確率分布において部分的復活を示し、ウォーカーは格子の小さな領域にローカライズされる。
さらに,$\phi/2\pi$の有理値に対する時間とスピンに依存した位相シフトを持つ分割ステップ量子ウォークの再現性についても検討する。
標準プロトコルの場合とは対照的に、分割ステップ量子ウォークは確率分布の部分的復活を示す。
さらに, 実験的な実現に向けて, 位相シフトにおける雑音に対する再生のロバスト性について検討する。
以上の結果から,ノイズパラメータの小さい値ではリバイバルのシグネチャが持続し,大きな値ではリバイバルが消滅することがわかった。
我々の研究は、時間とともに量子ウォーキングし、スピン依存の位相シフトを必要に応じて所望の量子状態の制御と操作に使用できる量子計算の文脈において重要である。
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