論文の概要: Proposal for Sequential Stern-Gerlach Experiment with Programmable Quantum Processors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.00167v1
• Date: Sat, 30 Jul 2022 08:26:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-02 23:54:56.093488
• Title: Proposal for Sequential Stern-Gerlach Experiment with Programmable Quantum Processors
• Title（参考訳）: プログラマブル量子プロセッサを用いた逐次stern-gerlach実験の提案
• Authors: Meng-Jun Hu, Haixing Miao, and Yong-Sheng Zhang
• Abstract要約: プログラム可能な量子プロセッサは逐次Stern-Gerlach実験をシミュレートできることを示す。 驚くべきことに、WignerのStern-Gerlach干渉計は、我々のシーケンシャル量子回路で容易に証明できることが示されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.3741125311982203
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The Stern-Gerlach experiment in history provides the first evidence of space quantization, and now its sequential form has become an elegant paradigm to illustrate the foundations of quantum theory. To date, however, the sequential Stern-Gerlach experiment has not been fully realized in practice. Here, we show that programmable quantum processors are capable of simulating the sequential Stern-Gerlach experiment. The specific parametric shallow quantum circuits, which are friendly for current noisy quantum hardware, are given to mimic Stern-Gerlach devices with different measurement directions. Surprisingly, it is shown that Wigner's Stern-Gerlach interferometer can be easily demonstrated in our sequential quantum circuit. With the same circuit, realization of Wheeler's delayed-choice experiment is also possible. We propose to use cross-shaped programmable quantum processors to demonstrate the sequential experiments, and the simulation results are shown meet well with theoretical predictions. Our results not only broaden the application of quantum computers, but also help to better understand the foundational aspect of quantum theory.
• Abstract（参考訳）: 歴史におけるスターン・ゲルルハの実験は、空間量子化の最初の証拠を提供し、そのシーケンシャル形式は量子理論の基礎を説明するためのエレガントなパラダイムとなった。 しかし、Stern-Gerlach実験は実際には完全には実現されていない。 ここでは、プログラマブル量子プロセッサが逐次Stern-Gerlach実験をシミュレートできることを示す。 現在のノイズ量子ハードウェアに好適な特定のパラメトリック浅層量子回路は、測定方向の異なるスターンゲラッチデバイスを模倣するために与えられる。 驚くべきことに、wignerのstern-gerlach干渉計はシーケンシャル量子回路で容易に実演できることが示されている。 同じ回路でホイーラーの遅延選択実験の実現も可能である。 本稿では,プログラム可能量子プロセッサを用いて逐次実験を行い,シミュレーション結果を理論的予測とよく一致させることを提案する。 我々の結果は量子コンピュータの応用を広げるだけでなく、量子論の基礎的な側面をより深く理解するのに役立つ。

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