論文の概要: Synthesizing five-body interaction in a superconducting quantum circuit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.00964v1
• Date: Wed, 1 Sep 2021 11:29:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-16 10:43:39.694528
• Title: Synthesizing five-body interaction in a superconducting quantum circuit
• Title（参考訳）: 超伝導量子回路における5体相互作用の合成
• Authors: Ke Zhang, Hekang Li, Pengfei Zhang, Jiale Yuan, Jinyan Chen, Wenhui Ren, Zhen Wang, Chao Song, Da-Wei Wang, H. Wang, Shiyao Zhu, Girish S. Agarwal, and Marlan O. Scully
• Abstract要約: 超伝導量子回路における5体スピン交換相互作用を合成する。 グリーンバーガー=ホルン=ザイリンガー状態は1ステップで生成され、忠実度は0.685$と推定される。 本研究は、多体相互作用と量子回路の高励起状態を含む量子シミュレーションの方法である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.594562121892576
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Synthesizing many-body interaction Hamiltonian is a central task in quantum simulation. However, it is challenging to synthesize interactions including more than two spins. Borrowing tools from quantum optics, we synthesize five-body spin-exchange interaction in a superconducting quantum circuit by simultaneously exciting four independent qubits with time-energy correlated photon quadruples generated from a qudit. During the dynamic evolution of the five-body interaction, a Greenberger-Horne-Zeilinger state is generated in a single step with fidelity estimated to be $0.685$. We compare the influence of noise on the three-, four- and five-body interaction as a step toward answering the question on the quantum origin of chiral molecules. We also demonstrate a many-body Mach-Zehnder interferometer which potentially has a Heisenberg-limit sensitivity. This study paves a way for quantum simulation involving many-body interactions and high excited states of quantum circuits.
• Abstract（参考訳）: 多体相互作用の合成 ハミルトニアンは量子シミュレーションにおける中心的な課題である。 しかし、2つ以上のスピンを含む相互作用を合成することは困難である。 超伝導量子回路における5体スピン交換相互作用を,quditから生成した時間-エネルギー相関光子四重項を持つ4つの独立量子ビットを同時に励起することにより合成する。 5体相互作用のダイナミックな進化の間、グリーンバーガー・ホーン・サイーリンガー状態は1ステップで生成され、忠実度は0.685ドルと推定される。 3,4,5体の相互作用に対するノイズの影響を,カイラル分子の量子起源に対する質問に答えるステップとして比較する。 また,ハイゼンベルク限界感度を有する多体マッハ・ツェンダー干渉計を実証した。 本研究は、多体相互作用と量子回路の高励起状態を含む量子シミュレーションの方法である。

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