論文の概要: Digital Quantum Simulation of Cavity Quantum Electrodynamics: Insights from Superconducting and Trapped Ion Quantum Testbeds
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.03861v3
- Date: Sun, 22 Dec 2024 22:55:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-24 15:52:00.649711
- Title: Digital Quantum Simulation of Cavity Quantum Electrodynamics: Insights from Superconducting and Trapped Ion Quantum Testbeds
- Title（参考訳）: キャビティ量子電磁力学のディジタル量子シミュレーション:超伝導およびトラップイオン量子検層からの考察
- Authors: Alex H. Rubin, Brian Marinelli, Victoria A. Norman, Zainab Rizvi, Ashlyn D. Burch, Ravi K. Naik, John Mark Kreikebaum, Matthew N. H. Chow, Daniel S. Lobser, Melissa C. Revelle, Christopher G. Yale, Megan Ivory, David I. Santiago, Christopher Spitzer, Marina Krstic-Marinkovic, Susan M. Clark, Irfan Siddiqi, Marina Radulaski,
- Abstract要約: 我々は,光量子通信,シミュレーション,計算への応用のために,オープンなCavity Quantum Electrodynamical (CQED)システムをシミュレートする。
結果は、現代の量子コンピュータと将来の量子コンピュータにおけるキャビティ・エミッターシステムの効率的かつプラットフォーム固有の量子シミュレーションのレシピとして利用することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.016994625126740815
- License:
- Abstract: We explore the potential for hybrid development of quantum hardware where currently available quantum computers simulate open Cavity Quantum Electrodynamical (CQED) systems for applications in optical quantum communication, simulation and computing. Our simulations make use of a recent quantum algorithm that maps the dynamics of a singly excited open Tavis-Cummings model containing N atoms coupled to a lossy cavity. We report the results of executing this algorithm on two noisy intermediate-scale quantum computers: a superconducting processor and a trapped ion processor, to simulate the population dynamics of an open CQED system featuring N = 3 atoms. By applying technology-specific transpilation and error mitigation techniques, we minimize the impact of gate errors, noise, and decoherence in each hardware platform, obtaining results which agree closely with the exact solution of the system. These results can be used as a recipe for efficient and platform-specific quantum simulation of cavity-emitter systems on contemporary and future quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 我々は、現在利用可能な量子コンピュータが、光量子通信、シミュレーション、コンピューティングへの応用のためにオープンなCavity Quantum Electrodynamical (CQED)システムをシミュレートする量子ハードウェアのハイブリッド開発の可能性を探る。
我々のシミュレーションでは、N原子を損失キャビティに結合したTavis-Cummingsモデルのダイナミクスをマッピングする最近の量子アルゴリズムを用いている。
N = 3原子を含むオープンCQEDシステムの集団動態をシミュレートするため,このアルゴリズムを超伝導プロセッサと捕捉イオンプロセッサという2つのノイズの多い中間規模量子コンピュータ上で実行した結果を報告する。
各ハードウェアプラットフォームにおけるゲートエラー,ノイズ,デコヒーレンスの影響を最小限に抑え,システムの正確な解と密接に一致する結果を得る。
これらの結果は、現代の量子コンピュータと将来の量子コンピュータにおけるキャビティ・エミッターシステムの効率的かつプラットフォーム固有の量子シミュレーションのレシピとして利用することができる。
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