論文の概要: Stable Quantum-Correlated Many Body States via Engineered Dissipation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.13878v1
- Date: Wed, 26 Apr 2023 23:51:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-28 14:42:30.987167
- Title: Stable Quantum-Correlated Many Body States via Engineered Dissipation
- Title(参考訳): 工学的散逸による安定量子関連多体状態
- Authors: X. Mi, A. A. Michailidis, S. Shabani, K. C. Miao, P. V. Klimov, J.
Lloyd, E. Rosenberg, R. Acharya, I. Aleiner, T. I. Andersen, M. Ansmann, F.
Arute, K. Arya, A. Asfaw, J. Atalaya, J. C. Bardin, A. Bengtsson, G. Bortoli,
A. Bourassa, J. Bovaird, L. Brill, M. Broughton, B. B. Buckley, D. A. Buell,
T. Burger, B. Burkett, N. Bushnell, Z. Chen, B. Chiaro, D. Chik, C. Chou, J.
Cogan, R. Collins, P. Conner, W. Courtney, A. L. Crook, B. Curtin, A. G. Dau,
D. M. Debroy, A. Del Toro Barba, S. Demura, A. Di Paolo, I. K. Drozdov, A.
Dunsworth, C. Erickson, L. Faoro, E. Farhi, R. Fatemi, V. S. Ferreira, L. F.
Burgos E. Forati, A. G. Fowler, B. Foxen, E. Genois, W. Giang, C. Gidney, D.
Gilboa, M. Giustina, R. Gosula, J. A. Gross, S. Habegger, M. C. Hamilton, M.
Hansen, M. P. Harrigan, S. D. Harrington, P. Heu, M. R. Hoffmann, S. Hong, T.
Huang, A. Huff, W. J. Huggins, L. B. Ioffe, S. V. Isakov, J. Iveland, E.
Jeffrey, Z. Jiang, C. Jones, P. Juhas, D. Kafri, K. Kechedzhi, T. Khattar, M.
Khezri, M. Kieferova, S. Kim, A. Kitaev, A. R. Klots, A. N. Korotkov, F.
Kostritsa, J. M. Kreikebaum, D. Landhuis, P. Laptev, K.-M. Lau, L. Laws, J.
Lee, K. W. Lee, Y. D. Lensky, B. J. Lester, A. T. Lill, W. Liu, A. Locharla,
F. D. Malone, O. Martin, J. R. McClean, M. McEwen, A. Mieszala, S. Montazeri,
A. Morvan, R. Movassagh, W. Mruczkiewicz, M. Neeley, C. Neill, A. Nersisyan,
M. Newman, J. H. Ng, A. Nguyen, M. Nguyen, M. Y. Niu, T. E. OBrien, A.
Opremcak, A. Petukhov, R. Potter, L. P. Pryadko, C. Quintana, C. Rocque, N.
C. Rubin, N. Saei, D. Sank, K. Sankaragomathi, K. J. Satzinger, H. F.
Schurkus, C. Schuster, M. J. Shearn, A. Shorter, N. Shutty, V. Shvarts, J.
Skruzny, W. C. Smith, R. Somma, G. Sterling, D. Strain, M. Szalay, A. Torres,
G. Vidal, B. Villalonga, C. V. Heidweiller, T. White, B. W. K. Woo, C. Xing,
Z. J. Yao, P. Yeh, J. Yoo, G. Young, A. Zalcman, Y. Zhang, N. Zhu, N.
Zobrist, H. Neven, R. Babbush, D. Bacon, S. Boixo, J. Hilton, E. Lucero, A.
Megrant, J. Kelly, Y. Chen, P. Roushan, V. Smelyanskiy, D. A. Abanin
- Abstract要約: 49個の超伝導量子ビットを用いた横場イジングモデルの低エネルギー状態を作成する。
1Dでは,システムサイズに依存しない長距離量子相関と基底状態の忠実度を観測する。
2Dでは、最も近い隣人を超えて広がる相互情報を見つける。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.6011157080495819
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Engineered dissipative reservoirs can steer many-body quantum systems toward
correlated steady states useful for quantum simulation of high-temperature
superconductivity or quantum magnetism. Using 49 superconducting qubits, we
prepare low-energy states of the transverse-field Ising model via coupling to
dissipative auxiliary qubits. In 1D, we observe long-range quantum correlations
and a ground state fidelity that depends weakly on system sizes. In 2D, we find
mutual information that extends beyond nearest neighbors. Lastly, by coupling
the system to auxiliaries emulating reservoirs with different chemical
potentials, we discover a new spin transport regime in the quantum Heisenberg
model. Our results establish engineered dissipation as a scalable alternative
to unitary evolution for preparing entangled many-body states on noisy quantum
processors, and an essential tool for investigating nonequilibrium quantum
phenomena.
- Abstract(参考訳): 工学的散逸性貯水池は、高温超伝導や量子磁性の量子シミュレーションに有用な相関定常状態に向けて多体量子系を制御できる。
49個の超伝導量子ビットを用いて, 分散補助量子ビットとのカップリングにより, 横磁場イジングモデルの低エネルギー状態を生成する。
1Dでは,システムサイズに依存しない長距離量子相関と基底状態の忠実度を観測する。
2dでは、最寄りの近傍に広がる相互情報を見つける。
最後に、貯水池を異なる化学的ポテンシャルでエミュレートする補助体にシステムを結合することにより、量子ハイゼンベルクモデルで新しいスピン輸送機構を発見する。
本研究では,ノイズ量子プロセッサ上で絡み合った多体状態を生成するためのユニタリ進化のスケーラブルな代替として,非平衡量子現象を探究するための必須ツールとして工学的散逸を立証する。
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