論文の概要: Stabilization of Discrete Time-Crystaline Response on a Superconducting
Quantum Computer by increasing the Interaction Range
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.14426v1
- Date: Tue, 23 May 2023 18:00:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-26 00:14:38.159245
- Title: Stabilization of Discrete Time-Crystaline Response on a Superconducting
Quantum Computer by increasing the Interaction Range
- Title（参考訳）: 相互作用範囲拡大による超伝導量子コンピュータの離散時間-結晶応答の安定化
- Authors: Andrea Solfanelli, Stefano Ruffo, Sauro Succi, Nicol\`o Defenu
- Abstract要約: 量子プロセッサネイティブゲートの普遍性を利用することで、物理的に切断された量子ビット間のカップリングの実装が可能になることを示す。
相互作用範囲が増加するにつれて, 離散フロケット時間結晶応答の予熱安定化をベンチマークする。
本手法は, 可変相互作用範囲を持つ系の研究を可能にし, 長距離相互作用量子系の物理を探求する新たな機会を開く。
- 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: This work presents a novel method for reproducing the dynamics of systems
with couplings beyond nearest neighbors using a superconducting quantum
processor. Quantum simulation of complex quantum many-body systems is a
promising short-term goal of noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices.
However, the limited connectivity of native qubits hinders the implementation
of quantum algorithms that require long-range interactions. We show that
utilizing the universality of quantum processor native gates allows the
implementation of couplings among physically disconnected qubits. To
demonstrate the effectiveness of our method, we implement a quantum simulation,
on IBM quantum superconducting processors, of a Floquet-driven quantum spin
chain featuring interactions beyond nearest neighbors. Specifically, we
benchmark the prethermal stabilization of discrete Floquet time crystalline
response as the interaction range increases, a phenomenon which was never
experimentally observed before. Our method enables the study of systems with
tunable interaction ranges, opening up new opportunities to explore the physics
of long-range interacting quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 本研究は、超伝導量子プロセッサを用いて、近接近傍を超える結合を持つ系のダイナミクスを再現する新しい方法を提案する。
複雑な量子多体系の量子シミュレーションは、ノイズの多い中間スケール量子(nisq)デバイスの短期的目標である。
しかし、ネイティブ量子ビットの接続が限られているため、長距離相互作用を必要とする量子アルゴリズムの実装が妨げられる。
量子プロセッサネイティブゲートの普遍性を利用することで、物理的に切り離された量子ビット間の結合の実装が可能になることを示す。
提案手法の有効性を実証するため,Floquet駆動型量子スピンチェーンの量子シミュレーションをIBM量子超伝導プロセッサ上で実装した。
具体的には, 相互作用範囲が増加するにつれて, 離散フロッケ時間結晶応答が熱前安定化することを示す。
本手法は, 可変相互作用範囲を持つ系の研究を可能にし, 長距離相互作用量子系の物理を探求する新たな機会を開く。
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