論文の概要: Testing the unified bounds of quantum speed limit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.03579v1
• Date: Wed, 6 Mar 2024 09:55:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-07 15:36:03.304065
• Title: Testing the unified bounds of quantum speed limit
• Title（参考訳）: 量子速度制限の統一的境界をテストする
• Authors: Yaozu Wu, Jiale Yuan, Chuanyu Zhang, Zitian Zhu, Jinfeng Deng, Xu Zhang, Pengfei Zhang, Qiujiang Guo, Zhen Wang, Jiehui Huang, Chao Song, Hekang Li, Da-Wei Wang, H.Wang, Girish S. Agarwal
• Abstract要約: 一般化MLバウンダリを導入し、動的進化の制約においてより厳密であることが証明した。 我々は超伝導回路で実験を行い、幅広い量子フォトニック状態を作ることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.72205806133928
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum speed limits (QSLs) impose fundamental constraints on the evolution speed of quantum systems. Traditionally, the Mandelstam-Tamm (MT) and Margolus-Levitin (ML) bounds have been widely employed, relying on the standard deviation and mean of energy distribution to define the QSLs. However, these universal bounds only offer loose restrictions on the quantum evolution. Here we introduce the generalized ML bounds, which prove to be more stringent in constraining dynamic evolution, by utilizing moments of energy spectra of arbitrary orders, even noninteger orders. To validate our findings, we conduct experiments in a superconducting circuit, where we have the capability to prepare a wide range of quantum photonic states and rigorously test these bounds by measuring the evolution of the system and its photon statistics using quantum state tomography. While, in general, the MT bound is effective for short-time evolution, we identify specific parameter regimes where either the MT or the generalized ML bounds suffice to constrain the entire evolution. Our findings not only establish new criteria for estimating QSLs but also substantially enhance our comprehension of the dynamic evolution of quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 量子速度制限(qsls)は、量子システムの進化速度に根本的な制約を課す。 伝統的に、マンデルスタム・タム(MT)とマーゴラス・レヴィチン(ML)の境界は、QSLを定義するための標準偏差とエネルギー分布の平均に依存して広く採用されてきた。 しかし、これらの普遍境界は量子進化のゆるい制限しか与えない。 ここでは、任意の順序のエネルギースペクトルのモーメント、あるいは非整数順序のモーメントを利用することにより、動的進化を制約する上でより厳密な一般化ML境界を導入する。 そこでは, 量子状態トモグラフィーを用いて, 系の進化と光子統計量を測定することにより, 幅広い量子フォトニクス状態を作成し, それらの境界を厳密に検証する能力を有する超伝導回路の実験を行った。 一般に、mtバウンドは短時間進化に有効であるが、mtと一般化mlバウンドのどちらかが進化全体を制約するために十分である特定のパラメータレジームを特定する。 我々はQSLを推定するための新しい基準を確立するだけでなく、量子システムの動的進化に関する理解を深めた。

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