論文の概要: Proof-of-concept Quantum Simulator based on Molecular Spin Qudits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.05600v1
- Date: Mon, 11 Sep 2023 16:33:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-12 11:51:13.473752
- Title: Proof-of-concept Quantum Simulator based on Molecular Spin Qudits
- Title(参考訳): 分子スピンquditsに基づく概念実証量子シミュレータ
- Authors: Simone Chicco, Giuseppe Allodi, Alessandro Chiesa, Elena Garlatti,
Christian D. Buch, Paolo Santini, Roberto De Renzi, Stergios Piligkos and
Stefano Carretta
- Abstract要約: 分子キューディットと高周波ブロードバンド分光計のアンサンブルに基づく最初の量子シミュレータについて述べる。
結果は、量子技術における分子スピン四重項の実際の利用に向けた重要なステップである。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 39.28601213393797
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The use of $d$-level qudits instead of two-level qubits can largely increase
the power of quantum logic for many applications, ranging from quantum
simulations to quantum error correction. Molecular Nanomagnets are ideal spin
systems to realize these large-dimensional qudits. Indeed, their Hamiltonian
can be engineered to an unparalleled extent and can yield a spectrum with many
low-energy states. In particular, in the last decade intense theoretical,
experimental and synthesis efforts have been devoted to develop quantum
simulators based on Molecular Nanomagnets. However, this remarkable potential
is practically unexpressed, because no quantum simulation has ever been
experimentally demonstrated with these systems. Here we show the first
prototype quantum simulator based on an ensemble of molecular qudits and a
radiofrequency broadband spectrometer. To demonstrate the operativity of the
device, we have simulated quantum tunneling of the magnetization and the
transverse-field Ising model, representative of two different classes of
problems. These results represent an important step towards the actual use of
molecular spin qudits in quantum technologies.
- Abstract(参考訳): 2レベル量子ビットの代わりに$d$レベルのquditを使用すると、量子シミュレーションから量子誤り訂正まで、多くのアプリケーションで量子論理のパワーが大幅に向上する。
分子ナノマグネットは、これらの大きな次元quditを実現する理想的なスピン系である。
実際、ハミルトニアンは非平行な程度に設計することができ、多くの低エネルギー状態のスペクトルを得ることができる。
特に、この10年間、分子ナノマグネットに基づく量子シミュレータの開発に力強い理論的、実験的、合成の努力が注がれている。
しかし、量子シミュレーションが実験的に実証されたことがないため、この驚くべきポテンシャルは事実上表現されていない。
本稿では,分子quditのアンサンブルと高周波広帯域分光計を用いた量子シミュレータの最初のプロトタイプを示す。
装置の動作性を実証するため,2種類の問題を代表して,磁化の量子トンネル法と横場イジングモデルをシミュレーションした。
これらの結果は、量子技術における分子スピンquditsの実際の利用への重要な一歩である。
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