論文の概要: Refrigeration via purification through repeated measurements
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.00633v2
- Date: Thu, 15 Sep 2022 11:28:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-11 01:04:58.285753
- Title: Refrigeration via purification through repeated measurements
- Title（参考訳）: 繰り返し測定による清浄による冷凍
- Authors: Tanoy Kanti Konar, Srijon Ghosh, Aditi Sen De
- Abstract要約: 一次元配列に任意の数の量子ビットを持つ測定ベースの量子冷蔵庫を設計する。
提案手法は反復的進化に基づいて, 単一アクセス可能な量子ビットの測定を行った。
冷却可能なサブシステムの数は, 冷蔵庫内の奇数や偶数に応じて変化することを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We design a measurement-based quantum refrigerator with an arbitrary number
of qubits situated in a one-dimensional array that interact through
variable-range XY interactions. The method proposed is based on repeated
evolution followed by a measurement on the single accessible qubit, which has
the potential to reduce the temperature in the rest of the subsystems, thereby
demonstrating cooling in the device. The performance of the refrigerator is
quantified by the fidelity of each local subsystem with the ground state of the
local Hamiltonian and the corresponding probability of success. We identify
system parameters, which include the interaction strength, range of
interactions, initial temperature of each qubit, and the position of the
measured qubit, so that the fidelities of all the unmeasured qubits approach
unity with a nonvanishing probability. We observe that although strong
interactions during evolution are required to achieve cooling, the long-range
interactions typically deteriorate the performance of the refrigerator, which
indicates that interactions are not ubiquitous. We report the scalability and
the saturation property of the success probability with respect to the system
size, which turns out to be independent of the involved system parameters and
the number of repeated measurements. Furthermore, we show that the number of
subsystems which can be cooled changes depending on the odd or even number of
sites in the refrigerator. We argue that the distribution of entanglement
between unmeasured qubits can give a possible explanation of the dependence of
cooling process on the measured and unmeasured sites.
- Abstract（参考訳）: 可変レンジXY相互作用により相互作用する1次元配列に任意の数の量子ビットを持つ測定ベースの量子冷蔵庫を設計する。
提案手法は繰り返しの進化に基づいており、続いて、サブシステムの他の部分の温度を下げる可能性を持つ単一のアクセス可能な量子ビットの測定を行い、デバイスに冷却を施す。
冷蔵庫の性能は各局所サブシステムの忠実度と局所ハミルトン状態とそれに対応する成功確率によって定量化される。
本研究では,各量子ビットの相互作用強度,相互作用範囲,初期温度,測定された量子ビットの位置などを含むシステムパラメータを同定し,不測の量子ビットの忠実度が非消滅確率に近づくようにした。
冷却を実現するためには, 進化中の強い相互作用が必要であるが, 長距離相互作用は典型的には冷凍機の性能を低下させ, 相互作用がユビキタスでないことを示す。
本報告では, システムパラメータと繰り返し測定回数に依存しないシステムサイズに対して, 成功確率のスケーラビリティと飽和特性について報告する。
さらに,冷やすことのできるサブシステムの数は,冷蔵庫内の異常や偶数個数によって変化することを示した。
未測定キュービット間の絡み合いの分布は, 測定および未測定部位における冷却過程の依存性を説明できる可能性が示唆された。
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