論文の概要: Decoherence Limits the Cost to Simulate an Anharmonic Oscillator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.00748v3
- Date: Tue, 28 Nov 2023 17:54:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-30 15:33:31.674812
- Title: Decoherence Limits the Cost to Simulate an Anharmonic Oscillator
- Title（参考訳）: デコヒーレンスがアンハーモニック発振器をシミュレートするコストを制限
- Authors: Tzula B. Propp, Sayonee Ray, John B. DeBrota, Tameem Albash, and Ivan
Deutsch
- Abstract要約: 量子系における位相空間量子干渉に伴う微粒なサブプランク構造をデコヒーレンスで洗い出す方法について検討する。
オープン量子力学は、粗粒の有限差分積分を用いてより効率的にシミュレートすることができる。
この回帰は、非偏極ノイズチャネルのような凸ノイズモデルの形を持っていないことを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study how decoherence increases the efficiency with which we can simulate
the quantum dynamics of an anharmonic oscillator, governed by the Kerr effect.
As decoherence washes out the fine-grained subPlanck structure associated with
phase-space quantum interference in the closed quantum system, open quantum
dynamics can be more efficiently simulated using a coarse-grained
finite-difference numerical integration. We tie this to the way in which
decoherence recovers the semiclassical truncated Wigner approximation (TWA),
which strongly differs from the exact closed-system dynamics at times when
quantum interference leads to cat states and more general superpositions of
coherent states. The regression in quadrature measurement statistics to
semiclassical dynamics becomes more pronounced as the initial amplitude of the
oscillator grows, with implications for the quantum advantage that might be
accessible as system size grows in noisy quantum devices. Lastly, we show that
this regression does not have the form of a convex noise model, such as for a
depolarizing noise channel. Instead, closed quantum system effects interact
with the open system effects, giving rise to distinct open system behavior.
- Abstract（参考訳）: カー効果によって支配される無調波発振器の量子力学をシミュレートし、デコヒーレンスがいかに効率を高めるかを研究する。
閉量子系の位相空間量子干渉に付随する微細なサブプランク構造をデコヒーレンスで洗い出すと、粗い有限差分積分を用いてより効率的に量子力学をシミュレートすることができる。
これをデコヒーレンスが半古典的切断ウィグナー近似(twa)を回復する方法と結びつけ、量子干渉が猫状態やより一般的なコヒーレント状態の重ね合わせに繋がる場合の正確な閉系力学とは大きく異なる。
半古典力学への二次測定統計量の回帰は、発振器の初期振幅が大きくなるにつれてより顕著になり、ノイズの多い量子デバイスでシステムサイズが大きくなるにつれてアクセス可能な量子優位性が示唆される。
最後に、この回帰は、非偏極ノイズチャネルのような凸ノイズモデルの形を持っていないことを示す。
その代わり、クローズド量子システム効果はオープンシステム効果と相互作用し、異なるオープンシステムの振る舞いを生み出す。
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