論文の概要: A Quantum Simulator Based on Locally Controlled Logical Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.08900v1
- Date: Mon, 18 Jul 2022 19:23:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-04 15:32:20.563824
- Title: A Quantum Simulator Based on Locally Controlled Logical Systems
- Title（参考訳）: 局所制御された論理系に基づく量子シミュレータ
- Authors: Ferran Riera-S\`abat, Pavel Sekatski and Wolfgang D\"ur
- Abstract要約: デジタル量子シミュレータにおいて、基本2量子ビット相互作用は高速な局所制御操作によって操作され、所望の目標ハミルトニアンを確立する。
論理系に基づく量子シミュレータを考察し、いくつかの物理量子ビットを用いて1つの論理的2レベルシステムを表現する。
- 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: In a digital quantum simulator, basic two-qubit interactions are manipulated
by means of fast local control operations to establish a desired target
Hamiltonian. Here we consider a quantum simulator based on logical systems,
i.e. where several physical qubits are used to represent a single logical
two-level system to obtain enhanced and simple control over effective
interactions between logical systems. Fixed, distance-dependent pairwise
interactions between the physical qubits lead to effective interactions between
the logical systems, which can be fully controlled solely by the choice of
their internal state. This allows one to directly manipulate the topology and
strength of effective interactions between logical systems. We show how to
choose and generate the required states of logical systems for any desired
interaction pattern and topology, how to perform arbitrary logical
measurements, and how to obtain full control over single logical systems using
only the intrinsic two-body interactions and control of individual physical
qubits. This leads to a universal quantum simulator based on logical systems.
We discuss the advantages of such a logical quantum simulator over standard
ones, including the possibility to reach target topologies that are only
accessible with large overheads otherwise. We provide several examples of how
to obtain different target interaction patterns and topologies from initial
long-ranged or short-ranged qubit-qubit interactions with a specific distance
dependence.
- Abstract（参考訳）: デジタル量子シミュレータにおいて、基本2量子ビット相互作用は高速な局所制御操作によって操作され、所望の目標ハミルトニアンを確立する。
ここでは、論理系に基づく量子シミュレータ、すなわち、論理系間の効果的な相互作用の強化と単純な制御を得るために、複数の物理量子ビットが単一の論理2レベルシステムを表すために使用される。
物理的キュービット間の距離依存的なペアワイズ相互作用は、論理システム間の効果的な相互作用につながり、それは内部状態の選択によってのみ完全に制御される。
これにより、論理システム間の効果的な相互作用のトポロジーと強みを直接操作することができる。
本稿では,任意の対話パターンとトポロジーに対する論理システムの要求状態の選択と生成方法,任意の論理計測を行う方法,内在する2体相互作用と個々の物理キュービットの制御のみを用いて単一の論理システムを完全に制御する方法を示す。
これは論理系に基づく普遍的な量子シミュレータに繋がる。
このような論理量子シミュレータの利点について論じる。例えば、大きなオーバーヘッドでしかアクセスできないターゲットトポロジに到達できる可能性などである。
対象とする相互作用パターンやトポロジーを, 距離依存性のある最初の長距離または短距離の量子ビット相互作用から得る方法について, いくつか例を示す。
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