論文の概要: Analog Quantum Simulation of the Dynamics of Open Quantum Systems with
Quantum Dots and Microelectronic Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.12127v2
- Date: Wed, 5 Oct 2022 13:43:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-21 00:47:59.125868
- Title: Analog Quantum Simulation of the Dynamics of Open Quantum Systems with
Quantum Dots and Microelectronic Circuits
- Title（参考訳）: 量子ドットとマイクロエレクトロニクス回路を用いたオープン量子系のダイナミクスのアナログ量子シミュレーション
- Authors: Chang Woo Kim, John M. Nichol, Andrew N. Jordan, Ignacio Franco
- Abstract要約: 本稿では,半導体量子ドットに基づくオープン量子系の力学のアナログ量子シミュレーションのセットアップを紹介する。
この提案は、半導体量子ドットに基づく効率的な量子力学シミュレーションのための一般的な経路を開く。
- 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: We introduce a general setup for the analog quantum simulation of the
dynamics of open quantum systems based on semiconductor quantum dots
electrically connected to a chain of quantum $RLC$ electronic circuits. The
dots are chosen to be in the regime of spin-charge hybridization to enhance
their sensitivity to the $RLC$ circuits while mitigating the detrimental
effects of unwanted noise. In this context, we establish an experimentally
realizable map between the hybrid system and a qubit coupled to thermal
harmonic environments of arbitrary complexity that enables the analog quantum
simulation of open quantum systems. We assess the utility of the simulator by
numerically exact emulations that indicate that the experimental setup can
faithfully mimic the intended target even in the presence of its natural
inherent noise. We further provide a detailed analysis of the physical
requirements on the quantum dots and the $RLC$ circuits needed to
experimentally realize this proposal that indicates that the simulator can be
created with existing technology. The approach can exactly capture the effects
of highly structured non-Markovian quantum environments typical of
photosynthesis and chemical dynamics, and offer clear potential advantages over
conventional and even quantum computation. The proposal opens a general path
for effective quantum dynamics simulations based on semiconductor quantum dots.
- Abstract（参考訳）: 我々は,量子rlc$電子回路の連鎖に電気的に接続された半導体量子ドットに基づくオープン量子システムのダイナミクスに関するアナログ量子シミュレーションの一般的なセットアップを紹介する。
ドットはスピンチャージ・ハイブリダイゼーション(spin-charge hybridization)という方法で選択され、rlc$回路に対する感度を高めつつ、不要なノイズの有害な効果を緩和する。
この文脈では、開量子系のアナログ量子シミュレーションを可能にする任意の複雑性の熱調和環境に結合したハイブリッド系と量子ビットの間の実験的に実現可能な写像を確立する。
本研究では,実験装置が自然ノイズの存在下においても,意図した目標を忠実に再現できることを示す数値的エミュレーションによりシミュレータの有用性を評価する。
さらに,量子ドットの物理要件と,シミュレータが既存の技術で作成可能であることを示す提案を実験的に実現するために必要となる$rlc$回路の詳細な解析を行う。
このアプローチは、光合成や化学動力学に典型的な高度に構造化された非マルコフ量子環境の影響を正確に捉え、従来の量子計算や量子計算よりも明確な潜在的な利点を提供する。
この提案は、半導体量子ドットに基づく効率的な量子力学シミュレーションのための一般的な経路を開く。
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