論文の概要: Fixing detailed balance in ancilla-based dissipative state engineering
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.12539v2
- Date: Mon, 09 Dec 2024 04:21:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-10 14:48:48.359949
- Title: Fixing detailed balance in ancilla-based dissipative state engineering
- Title（参考訳）: アンシラ系散逸状態工学における詳細バランスの固定
- Authors: Neill Lambert, Mauro Cirio, Jhen-dong Lin, Paul Menczel, Pengfei Liang, Franco Nori,
- Abstract要約: 散逸状態工学(英: Dissipative state engineering)とは、工学的な散逸または工学的な環境を用いてハミルトンの基底状態を作成するプロトコルである。
また, 本手法は, アンシラが系の弱結合限界における有効浴槽と見なされるため, 真のゼロ温度環境において, 詳細なバランスを期待できないため, 本手法は本質的な限界を有すると論じる。
疑似モデムと呼ばれるオープン量子系から最近開発された手法を用いて,この制限を克服することを検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.48379436447082086
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- Abstract: Dissipative state engineering is a general term for a protocol which prepares the ground state of a complex many-body Hamiltonian using engineered dissipation or engineered environments. Recently, it was shown that a version of this protocol, where the engineered environment consists of one or more dissipative qubit ancillas tuned to be resonant with the low-energy transitions of a many-body system, resulted in the combined system evolving to reasonable approximation to the ground state. This potentially broadens the applicability of the method beyond non-frustrated systems, to which it was previously restricted. Here we argue that this approach has an intrinsic limitation because the ancillas, seen as an effective bath by the system in the weak-coupling limit, do not give the detailed balance expected for a true zero-temperature environment. Our argument is based on the study of a similar approach employing linear coupling to bosonic ancillas. We explore overcoming this limitation using a recently developed technique from open-quantum-systems called pseudomodes. With a simple example model of a 1D quantum Ising chain, we show that detailed balance can be fixed, and a more accurate estimation of the ground state obtained, at the cost of two additional unphysical dissipative modes and the extrapolation error of implementing those modes in physical systems.
- Abstract（参考訳）: 散逸状態工学(英: Dissipative state engineering)とは、工学的な散逸または工学的な環境を用いて複雑な多体ハミルトンの基底状態を作成するプロトコルの総称である。
近年,多体系の低エネルギー遷移と共振するように調整された1つ以上の散逸性クビットアンシラからなるこのプロトコルのバージョンが,結合系を合理的な基底状態への近似へと進化させることが示されている。
これは、これまで制限されていた非フラストレーションシステムを越えて、メソッドの適用可能性を広げる可能性がある。
ここでは,本手法には本質的な限界がある,なぜならば,アンシラは系の弱結合限界において有効な浴槽と見なされるため,真の零温度環境に期待される詳細なバランスを与えないからである。
本論は, ボソニックアンシラへの線形結合を応用した同様の手法の研究に基づいている。
疑似モデムと呼ばれるオープン量子系から最近開発された手法を用いて,この制限を克服することを検討する。
1次元量子イジング連鎖の単純な例モデルを用いて、物理系にこれらのモードを実装するための2つの非物理的散逸モードと外挿誤差を犠牲にして、詳細なバランスを固定し、得られた基底状態をより正確に推定できることが示される。
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