論文の概要: Thermodynamics of quantum trajectories on a quantum computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.07124v2
- Date: Thu, 12 Oct 2023 13:09:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-16 04:25:08.921676
- Title: Thermodynamics of quantum trajectories on a quantum computer
- Title（参考訳）: 量子コンピュータ上の量子軌道の熱力学
- Authors: Marcel Cech, Igor Lesanovsky, Federico Carollo
- Abstract要約: オープンシステム力学は、興味あるシステムをアシラに結合することで量子コンピュータ上でシミュレートされる。
所望の性質を持つ量子軌道の確率を高めるために、開系の力学を制御する方法を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: Quantum computers have recently become available as noisy intermediate-scale
quantum devices. Already these machines yield a useful environment for research
on quantum systems and dynamics. Building on this opportunity, we investigate
open-system dynamics that are simulated on a quantum computer by coupling a
system of interest to an ancilla. After each interaction the ancilla is
measured and the sequence of measurements defines a quantum trajectory. Using a
thermodynamic analogy, which identifies trajectories as microstates, we show
how to control the dynamics of the open system in order to enhance the
probability of quantum trajectories with desired properties, e.g., particular
patterns or temporal correlations. We discuss how such biased -- generally
non-Markovian -- dynamics can be implemented on a unitary, gate-based quantum
computer and show proof-of-principle results on the publicly accessible
\texttt{ibm\_jakarta} machine. While our study is solely conducted on small
systems, it highlights the challenges in controlling complex aspects of
open-system dynamics on digital quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは最近、ノイズの多い中間スケール量子デバイスとして利用可能になった。
これらの機械はすでに量子システムや力学の研究に有用な環境を生み出している。
この機会を生かし、興味あるシステムをアンシラに結合することで量子コンピュータ上でシミュレートされるオープンシステムダイナミクスについて検討する。
各相互作用の後、アンシラは測定され、測定のシーケンスは量子軌道を定義する。
マイクロ状態として軌道を識別する熱力学的アナロジーを用いて,量子軌道と望ましい特性,例えば特定のパターンや時間相関の確率を高めるために,開システムのダイナミクスを制御する方法を示す。
このような偏りのある(一般に非マルコフ的)ダイナミクスがユニタリなゲートベースの量子コンピュータにどのように実装され、公開アクセス可能な \texttt{ibm\_jakarta} マシン上で原理実証結果を示すかについて議論する。
本研究は小型システムのみを対象として行われるが,デジタル量子コンピュータ上でのオープンシステムのダイナミクスの複雑な側面を制御する上での課題を浮き彫りにする。
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