論文の概要: Experimental assessment of geometric quantum speed limits in an open quantum system

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.06558v1
• Date: Thu, 13 Jul 2023 04:55:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-14 15:52:16.449912
• Title: Experimental assessment of geometric quantum speed limits in an open quantum system
• Title（参考訳）: オープン量子システムにおける幾何学的量子速度限界の実験的評価
• Authors: Diego Paiva Pires, Eduardo R. deAzevedo, Diogo O. Soares-Pinto, Frederico Brito and Jefferson G. Filgueiras
• Abstract要約: クロロホルム分子のアンサンブルを用いたデコヒーレンスの量子ビットの進化速度について検討した。 炭素核スピンは2レベルシステムをコードし、水素スピンは後者の環境の役割を担う。 この結果は量子コンピューティングと最適制御に応用できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The quantum speed limit sets a lower bound on the evolution time for quantum systems undergoing general physical processes. Here, using an ensemble of chloroform molecules, we study the speed of evolution of a qubit subject to decoherence. In this solution, the carbon nuclear spin encodes the two-level system, while the hydrogen spin plays the role of an environment for the latter. By adding a paramagnetic salt, we control the system-reservoir interaction as the hydrogen spin relaxation rates change, and we probe the speed of qubit evolution. We address geometric QSLs based on two distinguishability measures of quantum states, quantum Fisher information (QFI) and Wigner-Yanase skew information (WY) metrics. For high concentrations of the salt, the system undergoes a Markovian dynamics, and the tighter QSL is set by the WY metric. For low concentrations, we observe crossovers between QSLs related to the QFI and WY metrics, while the system exhibits non-Markovian dynamics. The QSLs are sensitive to even small fluctuations in spin magnetization, from low to high concentrations. Our results find applications in quantum computing and optimal control.
• Abstract（参考訳）: 量子速度の限界は、一般的な物理過程を行う量子系の進化時間に下限を設定する。 ここでは、クロロホルム分子のアンサンブルを用いて、デコヒーレンス対象のキュービットの進化速度について研究する。 この溶液では、炭素原子核スピンは2つの準位系を符号化し、水素スピンは後者の環境の役割を担う。 常磁性塩を添加することにより,水素スピン緩和速度が変化するにつれてシステム-貯留層相互作用を制御し,量子ビット進化の速度を探索する。 量子状態の2つの識別可能性尺度、量子フィッシャー情報(QFI)とウィグナー・ヤネーゼスキュー情報(WY)に基づく幾何学的QSLに対処する。 高濃度の塩に対して、システムはマルコフ力学を実行し、より厳密なQSLはWY計量によって設定される。 低濃度では、QFI と WY のメトリクスに関連する QSL 間の交叉を観測し、システムは非マルコフ力学を示す。 QSLは低濃度から高濃度のスピン磁化の小さな変動にも敏感である。 この結果は量子コンピューティングと最適制御に応用できる。

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