論文の概要: Verification of the Quantum Jarzynski Equality on Digital Quantum Computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.14313v1
• Date: Thu, 28 Jul 2022 18:00:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-03 04:53:52.053377
• Title: Verification of the Quantum Jarzynski Equality on Digital Quantum Computers
• Title（参考訳）: デジタル量子コンピュータにおけるJarzynskiの量子品質の検証
• Authors: Dominik Hahn, Maxime Dupont, Markus Schmitt, David J. Luitz, and Marin Bukov
• Abstract要約: トラップイオンおよび超伝導量子ビット量子コンピュータ上で得られた最大16自由度相互作用を持つ系における非平衡プロトコルの結果を示す。 本稿では,Jarzynski等式が,プラットフォーム固有の誤差を受ける異なる量子コンピューティングプラットフォームに持つ精度について論じる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The quantum Jarzynski equality and the Crooks relation are fundamental laws connecting equilibrium processes with nonequilibrium fluctuations. While they are well established theoretically and also experimental realizations for simple few-body systems already exist, a verification in the quantum many-body regime is still missing. Here, we present results for nonequilibrium protocols in systems with up to sixteen interacting degrees of freedom obtained on trapped ion and superconducting qubit quantum computers, which verify the quantum Jarzynski equality and the Crooks relation in the many-body regime. To achieve this, we overcome present-day limitations in the preparation of thermal ensembles and in the measurement of work distributions on noisy intermediate-scale quantum devices. We discuss the accuracy to which the Jarzynski equality holds on different quantum computing platforms subject to platform-specific errors. Our analysis reveals a novel dissipative nonequilibrium regime, where a fast unitary drive compensates for dissipation and restores the validity of Jarzynski's equality.
• Abstract（参考訳）: 量子ジャジンスキーの等式とクルックスの関係は、平衡過程と非平衡変動を結びつける基本法則である。 理論上は十分に確立されており、単純な少数体系の実験的な実現もすでに存在するが、量子多体状態の検証はいまだに欠けている。 ここでは、捕捉されたイオンと超伝導量子ビットの量子コンピュータ上で得られた最大16自由度を持つ系の非平衡プロトコルについて、多体系における量子ジャジンスキーの等式とクルックス関係を検証する。 そこで本研究では, 雑音中規模量子デバイスにおける熱アンサンブルの作成と作業分布の測定における現在の限界を克服する。 jarzynski等式がプラットフォーム固有のエラーの対象となる異なる量子コンピューティングプラットフォームに対して持つ正確性について論じる。 本解析により,高速ユニタリドライブが散逸を補償し,ジャージンスキーの等式の有効性を回復する,新たな散逸性非平衡レジームが明らかになった。

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