論文の概要: Simulating long-range coherence of atoms and photons in quantum computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.08386v1
• Date: Thu, 16 Jun 2022 18:00:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-09 04:24:28.938798
• Title: Simulating long-range coherence of atoms and photons in quantum computers
• Title（参考訳）: 量子コンピュータにおける原子と光子の長距離コヒーレンスシミュレーション
• Authors: Emanuele G. Dalla Torre and Matthew J. Reagor
• Abstract要約: レーザーとボース=アインシュタイン凝縮体(BEC)は、一見無関係な方法でマクロな量子コヒーレンスを示す。 ゲート型量子コンピュータにおいて,レーザとBECの状態をシミュレーションするための統一的な枠組みを提案する。
• 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: Lasers and Bose-Einstein condensates (BECs) exhibit macroscopic quantum coherence in seemingly unrelated ways. Lasers possess a well-defined global phase and are characterized by large fluctuations in the number of photons. In BECs of atoms, instead, the number of particles is conserved and the global phase is undefined. Here, we present a unified framework to simulate lasers and BECs states in gate-based quantum computers, by mapping bosonic particles to qubit excitations. Our approach relies on a scalable circuit that measures the total number of particles without destroying long-range coherence. We introduce complementary probes to measure the global and relative phase coherence of a quantum state, and demonstrate their functionality on a Rigetti quantum computer. Our work shows that particle-number conservation enhances long-range phase coherence, highlighting a mechanism used by superfluids and superconductors to gain phase stiffness.
• Abstract（参考訳）: レーザーとボース=アインシュタイン凝縮体(BEC)は、一見無関係な方法でマクロな量子コヒーレンスを示す。 レーザーは明確に定義された大域的な位相を持ち、光子の数の大きな変動を特徴とする。 原子のbecでは、粒子の数は保存され、大域的な位相は定義されない。 本稿では,パルス粒子を量子ビット励起にマッピングすることで,ゲート型量子コンピュータにおけるレーザーとbec状態をシミュレートする統一フレームワークを提案する。 我々のアプローチは、長距離コヒーレンスを破壊することなく粒子の総数を測定するスケーラブルな回路に依存している。 量子状態の大域的および相対的な位相コヒーレンスを測定するための補完プローブを導入し,その機能をリゲッティ量子コンピュータ上で実証する。 本研究は, 粒子数保存が長距離位相コヒーレンスを高めることを示し, 超流動体や超伝導体が相剛性を得るために使用する機構を強調した。

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