論文の概要: Realizing quantum speed limit in open system with a PT-symmetric trapped-ion qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.00940v1
• Date: Thu, 2 Jun 2022 09:02:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-10 22:45:32.326066
• Title: Realizing quantum speed limit in open system with a PT-symmetric trapped-ion qubit
• Title（参考訳）: pt対称トラップイオン量子ビットを用いたオープンシステムにおける量子速度限界の実現
• Authors: Pengfei Lu, Teng liu, Yang Liu, Xinxin Rao, Qifeng Lao, Hao Wu, Feng Zhu, Le Luo
• Abstract要約: 単一散逸量子ビットシステムで提案手法を実験的に検証する。 その結果, 消散強度の増大に伴い, 逆転操作の進行時間が増加することがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.108489903565584
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Evolution time of a qubit under a Hamiltonian operation is one of the key issues in quantum control, quantum information processing and quantum computing. It has a lower bound in Hermitian system, which is limited by the coupling between two states of the qubit, while it is proposed that in a non-Hermitian system it can be made much smaller without violating the time-energy uncertainty principle. Here we have experimentally confirmed the proposal in a single dissipative qubit system and demonstrate that the evolution time of a qubit from an initial state to an arbitrary state can be controlled by tuning the dissipation intensity in a non-Hermitian Parity-Time-Symmetric ($\mathcal{P T}$-symmetric) quantum system. It decreases with increasing dissipation intensity and also gives a tighter bound for quantum speed limit (QSL). We also find that the evolution time of its reversal operation increases with the increasing dissipation intensity. These findings give us a well-controlled knob for speeding up the qubit operation, and pave the way towards fast and practical quantum computation, opening the door for solving sophisticated problems with only a few qubits.
• Abstract（参考訳）: ハミルトン演算下での量子ビットの進化時間は、量子制御、量子情報処理、量子コンピューティングにおける重要な問題の1つである。 量子ビットの2つの状態間の結合によって制限される下限のエルミート系を持つが、非エルミート系では時間エネルギーの不確実性原理に違反せずにはるかに小さくすることができると提案されている。 ここでは、この提案を単一散逸的量子ビット系で実験的に確認し、初期状態から任意の状態への量子ビットの進化時間は、非エルミタンパリティ・タイム・シンメトリー$\mathcal{P T}$-symmetric)量子系における散逸強度を調整することによって制御可能であることを示す。 散逸強度の増加とともに減少し、量子速度限界(qsl)に対してより厳密なバウンドを与える。 また, 消散強度の増加に伴い, 反転操作の進化時間も増加することがわかった。 これらの知見は、量子ビット演算を高速化し、高速で実用的な量子計算への道を開くためのよく制御されたノブを与え、数キュービットで洗練された問題を解決するための扉を開く。

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