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/2305.14426v3
- Date: Fri, 3 May 2024 21:25:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-08 01:26:19.626812
- Title: Stabilization of Discrete Time-Crystaline Response on a Superconducting Quantum Computer by increasing the Interaction Range
- Title（参考訳）: 相互作用範囲の増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, Nicolò Defenu,
- Abstract要約: NISQデバイスにおける量子ビット接続の限界を克服するデジタル量子シミュレーションの結果を示す。
回路深さを増大させるコストで、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方法を示す。
- 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: The 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 present the outcomes of a digital quantum simulation where we overcome the limitations of the qubit connectivity in NISQ devices. Utilizing the universality of quantum processor native gates, we demonstrate how to implement couplings among physically disconnected qubits at the cost of increasing the circuit depth. We apply this method to simulate a Floquet-driven quantum spin chain featuring interactions beyond nearest neighbors. Specifically, we benchmark the prethermal stabilization of the discrete Floquet time-crystalline response as the interaction range increases, a phenomenon never observed experimentally. Our quantum simulation addresses one of the significant limitations of superconducting quantum processors, namely, device connectivity. It reveals that nontrivial physics involving couplings beyond nearest neighbors can be extracted after the impact of noise is properly taken into account in the theoretical model and consequently mitigated from the experimental data.
- Abstract（参考訳）: 複雑な量子多体システムのシミュレーションは、ノイズの多い中間規模量子(NISQ)デバイスの短期的な目標である。
しかし、ネイティブな量子ビットの接続が限られていることは、長距離相互作用を必要とする量子アルゴリズムの実装を妨げる。
NISQデバイスにおける量子ビット接続の限界を克服するデジタル量子シミュレーションの結果を示す。
量子プロセッサネイティブゲートの普遍性を利用して、回路深さを増大させるコストで、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方法を示す。
本手法は, 近接する近傍の相互作用を特徴とするFloquet駆動の量子スピンチェーンをシミュレートする。
具体的には、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が、これは実験では観測されなかった現象である。
私たちの量子シミュレーションは、超伝導量子プロセッサ、すなわちデバイス接続の重大な制限の1つに対処します。
その結果, 騒音の影響を理論的モデルで適切に考慮し, 実験データから緩和することで, 近傍の結合を含む非自明な物理を抽出できることが判明した。
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