論文の概要: Quantifying the Energy Relaxation Rate of Quantum States Using D-Wave Device and the Discovery of Long-Lived Multiqubit States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.10486v2
- Date: Tue, 15 Jul 2025 03:57:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-16 19:46:02.628298
- Title: Quantifying the Energy Relaxation Rate of Quantum States Using D-Wave Device and the Discovery of Long-Lived Multiqubit States
- Title(参考訳): D波デバイスによる量子状態のエネルギー緩和率の定量化と長寿命多ビット状態の発見
- Authors: Takashi Imoto, Yuki Susa, Ryoji Miyazaki, Yuichiro Matsuzaki,
- Abstract要約: 超伝導量子ビットのエネルギー緩和速度を測定し,長寿命多ビット状態を求める。
4つの量子ビットを持つ系の励起状態の崩壊速度は、1つの量子ビットの励起状態よりも桁違いに小さい。
このような機構を用いることで、エネルギー緩和率が分離可能な状態よりも小さい長寿命の絡み合い状態を理論的に予測する。
- 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: Quantum annealing has been demonstrated with superconducting qubits. Such a quantum annealer has been used to solve combinatorial optimization problems. Moreover, it serves as a quantum simulator for investigating the properties of quantum many-body systems. However, the coherence properties of multi-qubit states provided by D-Wave Quantum Inc. have not been explored sufficiently. Here, using the D-Wave device, we measure the energy relaxation rate of superconducting qubits and find long-lived multi-qubit states. Specifically, we investigate the energy relaxation rate of the first excited states of a fully connected Ising model with a transverse field. We find that the decay rate of the excited states of such a system with four qubits is orders of magnitude smaller than that of the excited state of a single qubit, which demonstrates the existence of long-lived multi-qubit states. We elucidate the mechanism using an independent decoherence model that qualitatively describes the phenomenon. In addition, by using such a mechanism, we theoretically predict a long-lived entangled state whose energy relaxation rate is smaller than that of the separable states.
- Abstract(参考訳): 量子アニールは超伝導量子ビットで実証されている。
このような量子アニールは組合せ最適化の問題を解決するために使われてきた。
さらに、量子多体系の特性を研究するための量子シミュレータとしても機能する。
しかし、D-Wave Quantum Inc.によって提供されるマルチキュービット状態のコヒーレンス特性は十分に調査されていない。
そこで, 超伝導量子ビットのエネルギー緩和速度を測定し, 長寿命マルチキュービット状態を求める。
具体的には, 横場を有する完全連結Isingモデルの第一励起状態のエネルギー緩和率について検討する。
このような4つの量子ビットを持つ系の励起状態の崩壊速度は、1つの量子ビットの励起状態よりも桁違いに小さく、長寿命の多重量子ビット状態の存在を示す。
この現象を定性的に記述した独立デコヒーレンスモデルを用いてメカニズムを解明する。
また、このような機構を用いることで、エネルギー緩和率が分離可能な状態よりも小さい長寿命の絡み合い状態を理論的に予測する。
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