論文の概要: Quantum photo-thermodynamics on a programmable photonic quantum
processor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.00049v1
- Date: Fri, 31 Dec 2021 20:19:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-02 19:05:24.780602
- Title: Quantum photo-thermodynamics on a programmable photonic quantum
processor
- Title（参考訳）: プログラマブルフォトニック量子プロセッサにおける量子光熱力学
- Authors: Frank H. B. Somhorst, Reinier van der Meer, Malaquias Correa Anguita,
Riko Schadow, Henk J. Snijders, Michiel de Goede, Ben Kassenberg, Pim
Venderbosch, Caterina Taballione, J\"orn. P. Epping, Hans. H. van den
Vlekkert, Jacob F. F. Bulmer, Jasleen Lugani, Ian A. Walmsley, Pepijn W. H.
Pinkse, Jens Eisert, Nathan Walk, Jelmer J. Renema
- Abstract要約: 我々は、局所的なサブシステムの状態が最大エントロピー状態へと進化する原因となるマルチパーティ量子状態のグローバルなユニタリ進化を実験的に実証した。
本結果は,非ガウス状態を含む量子シミュレーションのためのフォトニックデバイスの可能性を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4024757332810004
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: One of the core questions of quantum physics is how to reconcile the unitary
evolution of quantum states, which is information-preserving and
time-reversible, with the second law of thermodynamics, which is neither. The
resolution to this paradox is to recognize that global unitary evolution of a
multi-partite quantum state causes the state of local subsystems to evolve
towards maximum-entropy states. In this work, we experimentally demonstrate
this effect in linear quantum optics by simultaneously showing the convergence
of local quantum states to a generalized Gibbs ensemble constituting a
maximum-entropy state under precisely controlled conditions, while using a new,
efficient certification method to demonstrate that the state retains global
purity. Our quantum states are manipulated by a programmable integrated
photonic quantum processor, which simulates arbitrary non-interacting
Hamiltonians, demonstrating the universality of this phenomenon. Our results
show the potential of photonic devices for quantum simulations involving
non-Gaussian states.
- Abstract（参考訳）: 量子物理学の中核的な疑問の1つは、情報保存と時間可逆性を持つ量子状態のユニタリ進化を、熱力学の第2法則でどのように解決するかである。
このパラドックスの解決法は、多成分量子状態のグローバルユニタリ進化が、局所サブシステムの状態が最大エントロピー状態へと進化することを認識することである。
本研究では,線形量子光学におけるこの効果を,厳密な制御条件下で最大エントロピー状態を構成する一般化ギブスアンサンブルに対して,局所量子状態の収束を同時に示すとともに,その状態がグローバル純度を保っていることを示す新しい効率的な証明法を用いて実験的に実証する。
我々の量子状態はプログラマブルな統合フォトニック量子プロセッサによって操作され、任意の非相互作用ハミルトニアンをシミュレートし、この現象の普遍性を示す。
本結果は,非ガウス状態を含む量子シミュレーションのためのフォトニックデバイスの可能性を示す。
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