論文の概要: Experimental simulation of open quantum system dynamics via Trotterization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.02395v1
• Date: Thu, 5 Aug 2021 06:17:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-19 07:32:31.498647
• Title: Experimental simulation of open quantum system dynamics via Trotterization
• Title（参考訳）: トロタライズによる開量子系ダイナミクスの実験的シミュレーション
• Authors: Jiaxiu Han, Weizhou Cai, Ling Hu, Xianghao Mu, Yuwei Ma, Yuan Xu, Weiting Wang, Haiyan Wang, Yipu Song, Changling Zou, Luyan Sun
• Abstract要約: 制御可能なマルコフ環境におけるオープン量子システムのディジタルシミュレーションを実験的に実証する。 量子Liouvilliansをトロタライズすることで、オープン量子系の継続的な進化が効果的に実現される。 オープン量子力学のための高次トロッターも実験的に研究され、高い精度を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.581263348642212
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Digital quantum simulators provide a diversified tool for solving the evolution of quantum systems with complicated Hamiltonians and hold great potential for a wide range of applications. Although much attention is paid to the unitary evolution of closed quantum systems, dissipation and noise are vital in understanding the dynamics of practical quantum systems. In this work, we experimentally demonstrate a digital simulation of an open quantum system in a controllable Markovian environment with the assistance of a single ancillary qubit. By Trotterizing the quantum Liouvillians, the continuous evolution of an open quantum system is effectively realized, and its application in error mitigation is demonstrated by adjusting the simulated noise intensities. High-order Trotter for open quantum dynamics is also experimentally investigated and shows higher accuracy. Our results represent a significant step towards hardware-efficient simulation of open quantum systems and error mitigation in quantum algorithms in noisy intermediate-scale quantum systems.
• Abstract（参考訳）: デジタル量子シミュレータは、複雑なハミルトニアンを持つ量子系の進化を解くための多種多様なツールを提供し、幅広い応用の可能性を秘めている。 閉量子系のユニタリ進化に多くの注意が払われるが、散逸とノイズは実用的な量子系の力学を理解する上で不可欠である。 本研究では, 制御可能なマルコフ環境下でのオープン量子システムのディジタルシミュレーションを, 単一補助量子ビットを用いて実験的に実証する。 量子リウビリアンをロータライズすることにより、オープン量子システムの連続進化を効果的に実現し、シミュレーションノイズ強度を調整して誤差緩和への応用を実証する。 オープン量子力学のための高次ロータも実験的に研究され、高い精度を示す。 提案手法は,オープン量子システムのハードウェア効率シミュレーションと雑音中規模量子システムにおける量子アルゴリズムの誤差軽減に向けた重要なステップである。

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