論文の概要: Quantum state transfer performance of Heisenberg spin chains with site-dependent interactions designed using a generic genetic algorithm

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.15909v1
• Date: Sat, 23 Mar 2024 18:47:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-26 20:32:18.552028
• Title: Quantum state transfer performance of Heisenberg spin chains with site-dependent interactions designed using a generic genetic algorithm
• Title（参考訳）: 遺伝的アルゴリズムを用いたサイト依存相互作用を持つハイゼンベルクスピン鎖の量子状態伝達特性
• Authors: Sofía Perón Santana, Martín Domíguez, Omar Osenda,
• Abstract要約: 遺伝的アルゴリズムを用いてハイゼンベルクスピン鎖の設計について検討する。 チェーン長に沿って滑らかに変化する交換係数を持つハミルトニアンを得る。 以上の結果から,スムーズなハミルトニアンの移動能力は粗いハミルトニアンと同じかそれ以下であり,どちらも静的障害に対するロバスト性を示すことがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Designing a good transfer channel for arbitrary quantum states in spin chains implies optimizing a cost function, usually the averaged fidelity of transmission. The fidelity of transmission measures how much the transferred state resembles the state prepared at the beginning of the transfer protocol. When averaged over all the possible initial states, the figure of merit quantifies the quality of the protocol. There are proposals for optimizing a given Hamiltonian to accomplish a particular task. The transfer of quantum states is one of them. In particular, we consider the design of Heisenberg spin chains using a genetic algorithm. This very efficient algorithm allows us to study different properties of Hamiltonians with good to excellent transfer ability. One apparent drawback of using a random search method is that it results in exchange coefficient strengths that change abruptly from site to site. Modifying the cost function, we obtain Hamiltonians with exchange coefficients varying smoothly along the chain length. Our results show that the smoothed Hamiltonians have the same, or less, transfer ability than the rough ones, and both kinds show similar robustness against static disorder. By studying the statistical properties of the eigenvalues of Hamiltonians with varying transfer abilities, we determine the ensemble of random matrices to which the spectra belong.
• Abstract（参考訳）: スピン鎖における任意の量子状態のための良い転送チャネルを設計することは、コスト関数の最適化を意味する。 転送の忠実度は、転送プロトコルの開始時に準備された状態にどれだけ近いかを測定する。 可能な初期状態のすべてを平均化すると、メリットの図形はプロトコルの品質を定量化する。 与えられたハミルトニアンを特定のタスクを達成するために最適化する提案がある。 量子状態の移動はその1つである。 特に,遺伝的アルゴリズムを用いたハイゼンベルクスピン鎖の設計について考察する。 この非常に効率的なアルゴリズムにより、ハミルトンの異なる性質を優れた伝達能力で研究することができる。 ランダム探索法を用いることの明らかな欠点の一つは、サイトからサイトへ突然変化する交換係数強度が生じることである。 コスト関数を改良し、チェーン長に沿ってスムーズに変化する交換係数を持つハミルトニアンを得る。 以上の結果から,スムーズなハミルトニアンの移動能力は粗いハミルトニアンと同じかそれ以下であることが判明した。 伝達能力の異なるハミルトンの固有値の統計的性質を研究することにより、スペクトルが属するランダム行列のアンサンブルを決定する。

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