論文の概要: Bounds on the recurrence probability in periodically-driven quantum systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.11685v3
• Date: Tue, 5 Apr 2022 16:33:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-29 21:08:44.355516
• Title: Bounds on the recurrence probability in periodically-driven quantum systems
• Title（参考訳）: 周期駆動量子系における再発確率の境界
• Authors: Tanmoy Pandit, Alaina M. Green, C. Huerta Alderete, Norbert M. Linke, Raam Uzdin
• Abstract要約: サイクル数ごとに一連の制約を導出します。 純粋な初期状態の場合、可観測性は再帰確率である。 実際に$n$サイクルの制約をテストするには、$O(sqrtn)$サイクルだけを実行する必要がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Periodically-driven systems are ubiquitous in science and technology. In quantum dynamics, even a small number of periodically-driven spins leads to complicated dynamics. Hence, it is of interest to understand what constraints such dynamics must satisfy. We derive a set of constraints for each number of cycles. For pure initial states, the observable being constrained is the recurrence probability. We use our constraints for detecting undesired coupling to unaccounted environments and drifts in the driving parameters. To illustrate the relevance of these results for modern quantum systems we demonstrate our findings experimentally on a trapped-ion quantum computer, and on various IBM quantum computers. Specifically, we provide two experimental examples where these constraints surpass fundamental bounds associated with known one-cycle constraints. This scheme can potentially be used to detect the effect of the environment in quantum circuits that cannot be classically simulated. Finally, we show that, in practice, testing an $n$-cycle constraint requires executing only $O(\sqrt{n})$ cycles, which makes the evaluation of constraints associated with hundreds of cycles realistic.
• Abstract（参考訳）: 周期的に駆動されるシステムは、科学と技術においてユビキタスである。 量子力学では、少数の周期駆動スピンでさえ複雑なダイナミクスをもたらす。 したがって、そのような力学が満たすべき制約を理解することは興味深い。 我々は各サイクルの制約の集合を導出する。 純粋な初期状態の場合、可観測性は再帰確率である。 運転パラメータ内の不正確な環境やドリフトに対する望ましくない結合を検出するために、我々の制約を使用します。 現代の量子システムにおけるこれらの結果の関連性を説明するために, トラップイオン量子コンピュータや様々なIBM量子コンピュータで実験を行った。 具体的には、これらの制約が既知の一サイクル制約に付随する基本境界を超える2つの実験例を示す。 このスキームは、古典的にシミュレートできない量子回路における環境の影響を検出するために使用できる。 最後に、実際に$n$サイクルの制約をテストする際には、数百のサイクルに関連する制約を評価するために、$O(\sqrt{n})$サイクルのみを実行する必要があることを示す。

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