論文の概要: Stable Quantum-Correlated Many Body States through Engineered Dissipation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.13878v2
• Date: Fri, 5 Apr 2024 18:52:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-10 05:36:49.781565
• Title: Stable Quantum-Correlated Many Body States through Engineered Dissipation
• Title（参考訳）: 工学的散逸による安定な量子関連多体状態
• 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: 我々は, 最大49個の超伝導量子ビットを用いて, 横磁場イジングモデルの低エネルギー状態を作成する。 一次元では、臨界点における長距離量子相関と18量子ビットに対する基底状態の忠実度が0.86であるのが観察された。 本研究は,ノイズ量子プロセッサ上での多体状態の絡み合った生成のための,ユニタリ進化のスケーラブルな代替手段として,工学的散逸を確立した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6491408057780899
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Engineered dissipative reservoirs have the potential to steer many-body quantum systems toward correlated steady states useful for quantum simulation of high-temperature superconductivity or quantum magnetism. Using up to 49 superconducting qubits, we prepared low-energy states of the transverse-field Ising model through coupling to dissipative auxiliary qubits. In one dimension, we observed long-range quantum correlations and a ground-state fidelity of 0.86 for 18 qubits at the critical point. In two dimensions, we found mutual information that extends beyond nearest neighbors. Lastly, by coupling the system to auxiliaries emulating reservoirs with different chemical potentials, we explored transport 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.
• Abstract（参考訳）: 工学的な散逸型貯水池は、高温超伝導や量子磁気の量子シミュレーションに有用な相関した定常状態に向けて、多体量子システムを操る可能性がある。 最大49個の超伝導量子ビットを用いて, 共振補助量子ビットとの結合により, 横場イジングモデルの低エネルギー状態を構築した。 一次元では、臨界点における長距離量子相関と18量子ビットに対する基底状態の忠実度が0.86であるのが観察された。 2つの次元において、最も近い隣人を超えて広がる相互情報を発見した。 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させることにより, 量子ハイゼンベルクモデルにおける輸送について検討した。 本研究は,ノイズ量子プロセッサ上での多体状態の絡み合った生成のための,ユニタリ進化のスケーラブルな代替手段として,工学的散逸を確立した。

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