論文の概要: Manybody Interferometry of Quantum Fluids
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.05727v1
- Date: Mon, 11 Sep 2023 18:01:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-13 15:41:43.774533
- Title: Manybody Interferometry of Quantum Fluids
- Title（参考訳）: 量子流体の多体干渉法
- Authors: Gabrielle Roberts, Andrei Vrajitoarea, Brendan Saxberg, Margaret G.
Panetta, Jonathan Simon and David I. Schuster
- Abstract要約: 「マニボディラムゼイ干渉計」は断熱的状態準備とラムゼイ分光を組み合わせたものである。
この研究は、多くの体の状態を特徴づける新しい道を開き、量子コンピュータが量子物質を効率的に探索する方法を開拓する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.19528996680336308
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Characterizing strongly correlated matter is an increasingly central
challenge in quantum science, where structure is often obscured by massive
entanglement. From semiconductor heterostructures and 2D materials to synthetic
atomic, photonic and ionic quantum matter, progress in preparation of manybody
quantum states is accelerating, opening the door to new approaches to state
characterization. It is becoming increasingly clear that in the quantum regime,
state preparation and characterization should not be treated separately -
entangling the two processes provides a quantum advantage in information
extraction. From Loschmidt echo to measure the effect of a perturbation, to
out-of-time-order-correlators (OTOCs) to characterize scrambling and manybody
localization, to impurity interferometry to measure topological invariants, and
even quantum Fourier transform-enhanced sensing, protocols that blur the
distinction between state preparation and characterization are becoming
prevalent. Here we present a new approach which we term 'manybody Ramsey
interferometry' that combines adiabatic state preparation and Ramsey
spectroscopy: leveraging our recently-developed one-to-one mapping between
computational-basis states and manybody eigenstates, we prepare a superposition
of manybody eigenstates controlled by the state of an ancilla qubit, allow the
superposition to evolve relative phase, and then reverse the preparation
protocol to disentangle the ancilla while localizing phase information back
into it. Ancilla tomography then extracts information about the manybody
eigenstates, the associated excitation spectrum, and thermodynamic observables.
This work opens new avenues for characterizing manybody states, paving the way
for quantum computers to efficiently probe quantum matter.
- Abstract（参考訳）: 強い相関を持つ物質を特徴付けることは量子科学においてますます大きな課題であり、構造はしばしば巨大な絡み合いによってあいまいにされる。
半導体ヘテロ構造や2d材料から合成原子、フォトニック、イオンの量子物質まで、多体量子状態の合成の進展が加速し、状態キャラクタリゼーションへの新しいアプローチの扉を開く。
量子状態では、状態の準備と特徴を別々に扱うべきではないことが、情報抽出において量子的優位性をもたらすことが明らかになっている。
ロスシュミットエコーから摂動の効果を測定するために、スクランブルと多体局在を特徴付ける時間外相関子(otocs)、位相不変量を測定する不純物干渉法、量子フーリエ変換エンハンスセンシングまで、状態形成とキャラクタリゼーションの区別を曖昧にするプロトコルが普及している。
Here we present a new approach which we term 'manybody Ramsey interferometry' that combines adiabatic state preparation and Ramsey spectroscopy: leveraging our recently-developed one-to-one mapping between computational-basis states and manybody eigenstates, we prepare a superposition of manybody eigenstates controlled by the state of an ancilla qubit, allow the superposition to evolve relative phase, and then reverse the preparation protocol to disentangle the ancilla while localizing phase information back into it.
アンシラトモグラフィは、多体固有状態、関連する励起スペクトル、熱力学的観測性に関する情報を抽出する。
この研究は、多くの体の状態を特徴づける新しい道を開き、量子コンピュータが量子物質を効率的に探索する方法を開拓する。
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