論文の概要: Quantum transfer through small networks coupled to phonons: effects of
topology vs phonons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.08851v1
- Date: Sat, 18 Sep 2021 06:29:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-14 11:17:01.617195
- Title: Quantum transfer through small networks coupled to phonons: effects of
topology vs phonons
- Title（参考訳）: フォノンに結合した小さなネットワークによる量子移動:トポロジーとフォノンの効果
- Authors: B.Hou and R. V. Krems
- Abstract要約: 我々は、ホルシュタインとピエルス結合による外部振動に結合した量子ビットネットワークの顕微鏡モデルを考える。
以上の結果から,ホルスタイン結合は準最適ネットワーク構成による転送を加速するが,転送時間の限界を超えて量子力学を加速することはできないことが示唆された。
ここで実証された機械学習アプローチは、他のアプリケーションにおける量子速度制限を決定するために適用することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Particle or energy transfer through quantum networks is determined by network
topology and couplings to environments. This study examines the combined effect
of topology and external couplings on the efficiency of directional quantum
transfer through quantum networks. We consider a microscopic model of qubit
networks coupled to external vibrations by Holstein and Peierls couplings. By
treating the positions of the network sites and the site-dependent phonon
frequencies as independent variables, we determine the Hamiltonian parameters
corresponding to minimum transfer time by Bayesian optimization. The results
show that Holstein couplings may accelerate transfer through sub-optimal
network configurations but cannot accelerate quantum dynamics beyond the limit
of the transfer time in an optimal phonon-free configuration. By contrast,
Peierls couplings distort the optimal networks to accelerate quantum transfer
through configurations with less than six sites. However, the speed-up offered
by Peierls couplings decreases with the network size and disappears for
networks with more than seven sites. For networks with seven sites or more,
Peierls couplings distort the optimal network configurations and change the
mechanism of quantum transfer but do not affect the lower limit of the transfer
time. The machine-learning approach demonstrated here can be applied to
determine quantum speed limits in other applications.
- Abstract（参考訳）: 量子ネットワークを介した粒子やエネルギーの移動は、ネットワークトポロジーと環境への結合によって決定される。
本研究では,量子ネットワークを介した方向量子転送の効率に対するトポロジーと外部結合の併用効果について検討する。
ホルスタインとパイエルズカップリングによる外部振動に結合した量子ビットネットワークの微視的モデルを考える。
ネットワークサイトの位置とサイト依存フォノン周波数を独立変数として扱うことにより,最小転送時間に対応するハミルトニアンパラメータをベイズ最適化により決定する。
その結果、ホルスタイン結合は、準最適ネットワーク構成による転送を加速するが、最適なフォノンフリー構成では転送時間の制限を超えて量子力学を加速することはできないことを示した。
対照的に、パイエルズカップリングは最適なネットワークを歪め、6サイト未満の設定で量子転送を加速する。
しかし、peierls couplingsが提供するスピードアップは、ネットワークサイズによって減少し、7つ以上のサイトを持つネットワークでは消失する。
7つのサイト以上のネットワークでは、ピエルス結合は最適なネットワーク構成を歪め、量子転送のメカニズムを変化させるが、転送時間の制限には影響しない。
ここで実証された機械学習アプローチは、他のアプリケーションにおける量子速度制限を決定するために適用することができる。
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