論文の概要: First Hitting Times on a Quantum Computer: Tracking vs. Local Monitoring, Topological Effects, and Dark States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.15843v2
- Date: Wed, 10 Apr 2024 07:01:51 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-11 18:45:39.163496
- Title: First Hitting Times on a Quantum Computer: Tracking vs. Local Monitoring, Topological Effects, and Dark States
- Title（参考訳）: 量子コンピュータにおける最初のハッティングタイム:トラッキング対ローカルモニタリング、トポロジカルエフェクト、ダークステート
- Authors: Qingyuan Wang, Silin Ren, Ruoyu Yin, Klaus Ziegler, Eli Barkai, Sabine Tornow,
- Abstract要約: 複素辺重みを持つ有向三角形グラフで表される環上の量子ウォークについて検討する。
最初の打時統計は、単体力学を用いて、分光学的に観測によって記録される。
研究中のIBM量子コンピュータでは、監視された量子ウォークの最初のヒット時間はノイズに耐性があることを結論付けている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.352425155225249
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We investigate a quantum walk on a ring represented by a directed triangle graph with complex edge weights and monitored at a constant rate until the quantum walker is detected. To this end, the first hitting time statistics is recorded using unitary dynamics interspersed stroboscopically by measurements, which is implemented on IBM quantum computers with a midcircuit readout option. Unlike classical hitting times, the statistical aspect of the problem depends on the way we construct the measured path, an effect that we quantify experimentally. First, we experimentally verify the theoretical prediction that the mean return time to a target state is quantized, with abrupt discontinuities found for specific sampling times and other control parameters, which has a well-known topological interpretation. Second, depending on the initial state, system parameters, and measurement protocol, the detection probability can be less than one or even zero, which is related to dark-state physics. Both, return-time quantization and the appearance of the dark states are related to degeneracies in the eigenvalues of the unitary time evolution operator. We conclude that, for the IBM quantum computer under study, the first hitting times of monitored quantum walks are resilient to noise. Yet, a finite number of measurements leads to broadening effects, which modify the topological quantization and chiral effects of the asymptotic theory with an infinite number of measurements. Our results point the way for the development of novel quantum walk algorithms that exploit measurement-induced effects on quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 複雑なエッジ重みを持つ有向三角形グラフで表されるリング上の量子ウォークを、量子ウォークが検出されるまで一定の速度で監視する。
この目的のために、最初のヒットタイム統計は、中回りの読み出しオプションでIBM量子コンピュータに実装された、ストロボスコープで分散されたユニタリダイナミクスを用いて記録される。
古典的な打撃時間とは異なり、問題の統計的側面は、測定された経路を構築する方法に依存する。
まず,対象状態への平均戻り時間が定量化されるという理論的予測を実験的に検証し,特定のサンプリング時間や他の制御パラメータに突然の不連続性を見出した。
第二に、初期状態、システムパラメータ、測定プロトコルに依存すると、検出確率は暗黒状態物理学に関連する1または0以下になる。
帰還時間量子化と暗黒状態の出現は、ユニタリ時間進化作用素の固有値における退化と関連している。
研究中のIBM量子コンピュータでは、監視された量子ウォークの最初のヒット時間はノイズに耐性があることを結論付けている。
しかし、有限個の測度は、位相的量子化と漸近理論のカイラル効果を無限個の測度で修正する拡張効果をもたらす。
本研究は,量子コンピュータにおける測定誘起効果を利用した新しい量子ウォークアルゴリズムの開発方法を示すものである。
関連論文リスト
- Quantum data learning for quantum simulations in high-energy physics [55.41644538483948]
本研究では,高エネルギー物理における量子データ学習の実践的問題への適用性について検討する。
我々は、量子畳み込みニューラルネットワークに基づくアンサッツを用いて、基底状態の量子位相を認識できることを数値的に示す。
これらのベンチマークで示された非自明な学習特性の観察は、高エネルギー物理学における量子データ学習アーキテクチャのさらなる探求の動機となる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-29T18:00:01Z) - Measurement-induced entanglement and teleportation on a noisy quantum
processor [105.44548669906976]
最大70個の超伝導量子ビット上の測定誘起量子情報相について検討した。
二重性マッピングを用いて、中間回路の測定を回避し、基礎となる位相の異なる表現にアクセスする。
我々の研究は、現在のNISQプロセッサの限界であるスケールでの計測誘起物理を実現するためのアプローチを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-08T18:41:53Z) - Universality of critical dynamics with finite entanglement [68.8204255655161]
臨界近傍の量子系の低エネルギー力学が有限絡みによってどのように変化するかを研究する。
その結果、時間依存的臨界現象における絡み合いによる正確な役割が確立された。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-23T19:23:54Z) - Measurement induced quantum walks on an IBM Quantum Computer [0.0]
本研究では,2つの部位を持つグラフ上の分光的射影測定対象の単一粒子の量子ウォークについて検討した。
検出された平均遷移時間と戻り時間はIBM量子コンピュータで計算される。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-18T15:45:24Z) - Anticipative measurements in hybrid quantum-classical computation [68.8204255655161]
量子計算を古典的な結果によって補う手法を提案する。
予測の利点を生かして、新しいタイプの量子測度がもたらされる。
予測量子測定では、古典計算と量子計算の結果の組み合わせは最後にのみ起こる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-12T15:47:44Z) - Probing finite-temperature observables in quantum simulators of spin
systems with short-time dynamics [62.997667081978825]
ジャジンスキー等式から動機付けられたアルゴリズムを用いて, 有限温度可観測体がどのように得られるかを示す。
長範囲の逆場イジングモデルにおける有限温度相転移は、捕捉されたイオン量子シミュレータで特徴づけられることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-03T18:00:02Z) - Quantum simulation of dissipative collective effects on noisy quantum
computers [0.0]
実量子コンピュータ上での散逸的集合現象の完全な量子シミュレーションを初めて行った。
量子シミュレーションは、最近導入された多重粒子衝突モデルに基づいている。
我々は,このアルゴリズムをIBM量子コンピュータ上で実装し,一対の量子ビット間の超輝度とサブ輝度をシミュレートする。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-27T15:50:58Z) - Measurement induced quantum walks [0.0]
古典的および量子力学的性質を持つグラフ上の量子ウォークについて検討する。
直線上の量子ウォークに対して、我々のシステムでは、最初の検出確率は古典的には$(texttime)-3/2$のように崩壊する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-30T08:11:24Z) - Pushing the limits in real-time measurements of quantum dynamics [0.0]
因子的累積量に基づく評価スキームは,このような誤差の影響を桁違いに低減できることを示す。
誤差レジリエンスは、検出エラーの一般的な理論と、自己組立量子ドットを通した単一電子トンネルの実験データによって支持される。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-23T16:21:57Z) - Quantum feedback for measurement and control [0.0]
実験により, 連続測定により, 同時に非可換測定を行うシステムの力学を観察できることを示す。
我々は、量子フィードバック理論と超伝導回路の実験能力を組み合わせて、フィードバック制御量子増幅器を実装する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-21T06:00:54Z) - Quantum Zeno effect appears in stages [64.41511459132334]
量子ゼノ効果において、量子測定は、2レベル系のコヒーレント振動を、その状態が測定固有状態の1つに凍結することによってブロックすることができる。
我々は,Zeno体制の開始には,測定強度が増大するにつれて,システム力学において$$$の遷移のtextitcascadeが特徴的であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-23T18:17:36Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。