論文の概要: Quantum counterdiabatic driving with local control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.01854v1
- Date: Mon, 4 Mar 2024 09:05:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-06 19:27:09.194143
- Title: Quantum counterdiabatic driving with local control
- Title（参考訳）: 局所制御による量子反断熱駆動
- Authors: Changhao Li, Jiayu Shen, Ruslan Shaydulin, Marco Pistoia
- Abstract要約: 量子アダバティック進化におけるダイアバティック遷移の抑制は、基底状態の準備にとって重要な課題である。
ダイアバティック・ドライブは、ダイアバティック・ロスを補償し、断熱へのショートカットを達成するために提案されている。
本研究では,近似的断熱ゲージ電位を用いた局所断熱駆動について考察する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.859324824091085
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Suppression of diabatic transitions in quantum adiabatic evolution stands as
a significant challenge for ground state preparations. Counterdiabatic driving
has been proposed to compensate for diabatic losses and achieve shortcut to
adiabaticity. However, its implementation necessitates the generation of
adiabatic gauge potential, which requires knowledge of the spectral gap of
instantaneous Hamiltonians and involves highly non-local drivings in many-body
systems. In this work, we consider local counterdiabatic (LCD) driving with
approximate adiabatic gauge potential. Using transverse-field Ising model as an
example, we present an in-depth study of the performance and optimization of
LCD protocols. We then propose a novel two-step protocol based on LCD and
simple local single-body control to further improve the performance. The
optimization of these LCD-based protocols does not require knowledge of
instantaneous Hamiltonians, and only additional local driving is involved. To
benchmark the performance of LCD and the proposed local control-enhanced LCD
technique, we experimentally implement digitized adiabatic quantum evolution in
a trapped-ion system. We characterize the quality of the prepared states and
explore the scaling behavior with system size up to 14 qubits. Our
demonstration of quantum shortcut to adiabaticity opens a path towards
preparing ground states of complex systems with accessible local controls.
- Abstract（参考訳）: 量子断熱進化におけるダイアバティック遷移の抑制は、基底状態の準備にとって重要な課題である。
対糖尿病運転は、断熱損失を補償し、断熱への近道を達成するために提案されている。
しかし、その実装は、瞬時ハミルトニアンのスペクトルギャップの知識を必要とし、多体系において非常に非局所的な駆動を必要とする断熱ゲージポテンシャルの生成を必要とする。
本研究では,近似的断熱ゲージ電位を用いた局所断熱駆動(LCD)について考察する。
トランスバースフィールドイジングモデルの一例として,lcdプロトコルの性能と最適化に関する詳細な研究を行った。
次に、LCDと簡易局所単体制御に基づく新しい2段階プロトコルを提案し、性能をさらに向上する。
これらのLCDベースのプロトコルの最適化は、瞬時ハミルトニアンの知識を必要としない。
LCDと局所制御強化LCD技術の性能をベンチマークするために,トラップイオン系におけるデジタル化された断熱量子進化を実験的に実装した。
用意された状態の品質を特徴付け、最大14キュービットまでのシステムサイズでスケーリング動作を探索する。
adiabaticityへの量子ショートカットのデモンストレーションは、アクセス可能なローカルコントロールを備えた複雑なシステムの基底状態を作成するための道を開く。
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