論文の概要: Spatiotemporal Quenches for Efficient Critical Ground State Preparation in Two-Dimensional Quantum Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.02957v1
- Date: Wed, 3 Apr 2024 18:00:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-05 18:54:31.466488
- Title: Spatiotemporal Quenches for Efficient Critical Ground State Preparation in Two-Dimensional Quantum Systems
- Title（参考訳）: 2次元量子系における高効率臨界基底状態生成のための時空間クレンチ
- Authors: Simon Bernier, Kartiek Agarwal,
- Abstract要約: 臨界相における急速準備基底状態におけるクエンチの有効性を示す。
シミュレーションにより、光の創発速度における最適クエンチ前速度の存在が明らかとなった。
これらの知見は, 量子系におけるクエンチ時間クエンチの効率的な基底状態生成の可能性を強調した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum simulators have the potential to shed light on the study of quantum many-body systems and materials, offering unique insights into various quantum phenomena. While adiabatic evolution has been conventionally employed for state preparation, it faces challenges when the system evolves too quickly or the coherence time is limited. In such cases, shortcuts to adiabaticity, such as spatiotemporal quenches, provide a promising alternative. This paper numerically investigates the application of spatiotemporal quenches in the two-dimensional transverse field Ising model with ferromagnetic interactions, focusing on the emergence of the ground state and its correlation properties at criticality when the gap vanishes. We demonstrate the effectiveness of these quenches in rapidly preparing ground states in critical systems. Our simulations reveal the existence of an optimal quench front velocity at the emergent speed of light, leading to minimal excitation energy density and correlation lengths of the order of finite system sizes we can simulate. These findings emphasize the potential of spatiotemporal quenches for efficient ground state preparation in quantum systems, with implications for the exploration of strongly correlated phases and programmable quantum computing.
- Abstract（参考訳）: 量子シミュレーターは、量子多体系や物質の研究に光を当てる可能性があり、様々な量子現象に関するユニークな洞察を提供する。
従来のアディバティック進化は、状態の準備に用いられてきたが、システムが急速に進化しすぎたり、コヒーレンス時間が限られていたりした場合、課題に直面している。
このような場合、時空間クエンチのような断熱へのショートカットは、有望な代替手段となる。
本稿では, 強磁性相互作用を持つ2次元横磁場Isingモデルにおける時空間クエンチの適用を数値的に検討し, ギャップが消滅したときの基底状態の出現とその相関特性に着目した。
臨界系における急速準備基底状態におけるこれらのクエンチの有効性を実証する。
シミュレーションにより、光の創発速度における最適クエンチ前速度の存在が明らかとなり、最小の励起エネルギー密度とシミュレーション可能な有限系サイズの相関長が得られる。
これらの知見は、量子系における効率的な基底状態準備のための時空間クエンチの可能性を強調し、強相関位相の探索やプログラム可能な量子コンピューティングに寄与する。
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