論文の概要: Comparing coherent and incoherent models for quantum homogenization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.15741v2
- Date: Tue, 31 Oct 2023 13:19:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-01 22:37:15.428362
- Title: Comparing coherent and incoherent models for quantum homogenization
- Title（参考訳）: 量子均質化のためのコヒーレントモデルと非コヒーレントモデルの比較
- Authors: Anna Beever, Maria Violaris, Chiara Marletto and Vlatko Vedral
- Abstract要約: 元の量子ホモジェナイザープロトコルでは、系 qubit は部分-スワップ相互作用を通じて同一の貯水池 qubit の状態に収束する。
我々は、各系と貯留層間の相互作用を制御量子ビットで中和する、別の非コヒーレントな量子ホモジェナイザを設計する。
- 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: Here we investigate the role of quantum interference in the quantum
homogenizer, whose convergence properties model a thermalization process. In
the original quantum homogenizer protocol, a system qubit converges to the
state of identical reservoir qubits through partial-swap interactions, that
allow interference between reservoir qubits. We design an alternative,
incoherent quantum homogenizer, where each system-reservoir interaction is
moderated by a control qubit using a controlled-swap interaction. We show that
our incoherent homogenizer satisfies the essential conditions for
homogenization, being able to transform a qubit from any state to any other
state to arbitrary accuracy, with negligible impact on the reservoir qubits'
states. Our results show that the convergence properties of homogenization
machines that are important for modelling thermalization are not dependent on
coherence between qubits in the homogenization protocol. We then derive bounds
on the resources required to re-use the homogenizers for performing state
transformations. This demonstrates that both homogenizers are universal for any
number of homogenizations, for an increased resource cost.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,収束特性が熱化過程をモデル化する量子ホモゲナイザにおける量子干渉の役割について検討する。
元の量子ホモジェナイザープロトコルでは、系 qubit は部分スワップ相互作用を通じて同一の貯水池 qubit の状態に収束し、貯水池 qubit 間の干渉を可能にする。
我々は、制御-スワップ相互作用を用いた制御量子ビットによって各システム-保存相互作用をモデレートする、非一貫性量子ホモゲナイザを設計した。
我々の非一貫性ホモゲナイザは、任意の状態から任意の状態へ量子ビットを任意の精度に変換でき、貯水池の量子ビットの状態に何の影響も与えられないような、ホモゲナイズの本質的な条件を満たす。
その結果, 熱分解のモデル化に重要な均質化機械の収束特性は, 量子ビット間のコヒーレンスに依存しないことがわかった。
次に、状態変換を行うホモジェナイザーの再利用に必要なリソースのバウンダリを導出する。
これは、どちらのホモジェナイザーも、資源コストを増大させるため、任意の数のホモジェナイザーに対して普遍的であることを示す。
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