論文の概要: Quantum Shortcut to Adiabaticity for State Preparation in a Finite-Sized
Jaynes-Cummings Lattice
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.12485v1
- Date: Mon, 19 Feb 2024 19:44:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-21 18:24:02.332204
- Title: Quantum Shortcut to Adiabaticity for State Preparation in a Finite-Sized
Jaynes-Cummings Lattice
- Title（参考訳）: 有限サイズJanes-Cummings格子における状態形成のための量子ショートカット
- Authors: Kang Cai, Prabin Parajuli, Anuvetha Govindarajan, and Lin Tian
- Abstract要約: 有限サイズのJaynes-Cummings格子における状態準備のための量子ショートカットを提案する。
単純化されたCDハミルトニアンを導出し、2つのサイト格子に対して局所クビット-キャビティ結合のみを包含する。
本手法は回路誤差や環境騒音に対して頑健であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5688929644662926
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In noisy quantum systems, achieving high-fidelity state preparation using the
adiabatic approach faces a dilemma: either extending the evolution time to
reduce diabatic transitions or shortening it to mitigate decoherence effects.
Here, we present a quantum shortcut to adiabaticity for state preparation in a
finite-sized Jaynes-Cummings lattice by applying a counter-diabatic (CD)
driving along given adiabatic trajectories. Leveraging the symmetry of
eigenstates in this system, we derive a simplified CD Hamiltonian that only
involves local qubit-cavity couplings for a two-site lattice with one polariton
excitation. Additionally, we derive the analytical form of the CD Hamiltonian
for this lattice with two excitations. Our numerical results demonstrate that
this scheme is robust against circuit errors and environmental noise, with
characterization achievable through qubit detection. The simplified CD
Hamiltonian can be implemented in physical systems with realistic parameters.
This approach can lead to a promising pathway to high-fidelity state
preparation within a significantly reduced timescale compared to conventional
adiabatic methods.
- Abstract（参考訳）: 雑音の強い量子システムでは、断熱的アプローチによる高忠実な状態形成を達成することはジレンマに直面する: 拡張時間を延長して断熱的遷移を減少させるか、デコヒーレンス効果を緩和するために縮めるか。
本稿では, 有限サイズのJanes-Cummings格子において, 与えられた断熱軌道に沿って駆動する反断熱(CD)を適用して, 状態準備のための量子ショートカットを提案する。
この系における固有状態の対称性を利用して, 1つのポラリトン励起を持つ2点格子の局所量子-キャビティカップリングのみを含む簡単なcdハミルトニアンを導出する。
さらに、2つの励起を持つこの格子に対するcdハミルトニアンの分析形式も導出する。
本手法は回路誤差や環境騒音に対して頑健であり,量子ビット検出による特性評価が可能であることを示す。
単純化されたcdハミルトニアンは、現実的なパラメータを持つ物理システムで実装できる。
このアプローチは従来の断熱法に比べて大幅に時間スケールが短縮された場合、高忠実度状態の準備に有望な経路をもたらす可能性がある。
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