論文の概要: Single-Atom Verification of the Optimal Trade-Off between Speed and Cost in Shortcuts to Adiabaticity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.15922v2
- Date: Fri, 7 Jun 2024 03:32:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-10 19:18:14.441085
- Title: Single-Atom Verification of the Optimal Trade-Off between Speed and Cost in Shortcuts to Adiabaticity
- Title（参考訳）: 短絡における速度とコストの最適トレードオフの単一原子検証
- Authors: J. -W. Zhang, J. -T. Bu, J. C. Li, Weiquan Meng, W. -Q. Ding, B. Wang, W. -F. Yuan, H. -J. Du, G. -Y. Ding, W. -J. Chen, L. Chen, F. Zhou, Zhenyu Xu, M. Feng,
- Abstract要約: adiabaticityへのショートカットは、量子情報処理におけるadiabatic dynamicsの効果的な実行を可能にする。
我々の研究は、断熱性に対するショートカットの基本的な制約を理解し、未利用位相空間のポテンシャルを照らすのに役立ちます。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.4817943488237213
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The approach of shortcuts to adiabaticity enables the effective execution of adiabatic dynamics in quantum information processing with enhanced speed. Owing to the inherent trade-off between dynamical speed and the cost associated with the transitionless driving field, executing arbitrarily fast operations becomes impractical. To understand the accurate interplay between speed and energetic cost in this process, we propose theoretically and verify experimentally a new trade-off, which is characterized by a tightly optimized bound within $s$-parameterized phase spaces. Our experiment is carried out in a single ultracold $^{40}$Ca$^{+}$ ion trapped in a harmonic potential. By exactly operating the quantum states of the ion, we execute the Landau-Zener model as an example, where the quantum speed limit as well as the cost are governed by the spectral gap. We witness that our proposed trade-off is indeed tight in scenarios involving both initially eigenstates and initially thermal equilibrium states. Our work helps understanding the fundamental constraints in shortcuts to adiabaticity and illuminates the potential of under-utilized phase spaces that have been traditionally overlooked.
- Abstract（参考訳）: 断熱へのショートカットのアプローチは、量子情報処理における断熱力学の効果的な実行を可能にする。
動的速度と過渡駆動フィールドに関連するコストとの本質的にのトレードオフのため、任意に高速な演算を実行することは現実的ではない。
このプロセスにおける速度とエネルギーコストの正確な相互作用を理解するため、理論と実験的に新しいトレードオフを提案し、これは、$s$-パラメータ化された位相空間内で厳密に最適化された境界によって特徴づけられる。
我々の実験は、単一超低温の$^{40}$Ca$^{+}$イオンを調和ポテンシャルに閉じ込めて実施する。
イオンの量子状態を正確に操作することにより、Landau-Zenerモデル(英語版)を例として実行し、量子速度制限とコストはスペクトルギャップによって制御される。
我々は、当初固有状態と初期熱平衡状態の両方を含むシナリオにおいて、提案されたトレードオフが確かに密接であるのを目撃する。
我々の研究は、断熱性に対するショートカットの基本的な制約を理解するのに役立ち、伝統的に見落とされた未利用位相空間の可能性を照らし出す。
関連論文リスト
- Quantum Shortcut to Adiabaticity for State Preparation in a Finite-Sized Jaynes-Cummings Lattice [2.5688929644662926]
ノイズの多い量子システムでは、断熱アプローチによる高忠実度状態の準備がジレンマに直面している。
有限サイズのJaynes-Cummings格子に反断熱(CD)駆動を適用して,状態準備のための量子ショートカットを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-19T19:44:45Z) - Real-time dynamics of false vacuum decay [49.1574468325115]
非対称二重井戸電位の準安定最小値における相対論的スカラー場の真空崩壊について検討した。
我々は,2粒子既約(2PI)量子実効作用の非摂動的枠組みを,Nの大規模展開において次から次へと誘導する順序で採用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-06T12:44:48Z) - Fast adiabatic control of an optomechanical cavity [62.997667081978825]
移動鏡を2つ設置したオプトメカニカルキャビティの制御を行うため,アディバチティのショートカットを提示する。
空洞内の量子場にSTAを実装した効果的な軌跡を与える解析式を求める。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-09T15:32:28Z) - A shortcut to adiabaticity in a cavity with a moving mirror [58.720142291102135]
量子場理論において、断熱に対するショートカットの実装方法について初めて述べる。
ショートカットは動的カシミール効果がないときに行われる。
量子場を動作系とするオットーサイクルの効率の基本的な限界を得る。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-01T20:40:57Z) - Acceleration and deceleration of quantum dynamics based on
inter-trajectory travel with fast-forward scaling theory [0.0]
本稿では,量子力学を高速化し,修正されていない力学と比較して短時間で目標状態を得る手法を提案する。
我々は、所望の目標状態を迅速に生成するために、量子断熱進化を加速するためにこの手法を拡張した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-25T23:35:42Z) - Experimental implementation of precisely tailored light-matter
interaction via inverse engineering [5.131683740032632]
断熱性へのショートカットは もともと 遅い断熱プロセスをスピードアップするために 提案されたもので 今では多用途の道具箱になっています
ここでは、希土類イオン系における状態準備と状態工学のための高速で堅牢な制御を実装している。
提案手法は, 励起状態の崩壊と不均一な拡張によるデコヒーレンスを低減し, 従来の断熱スキームを超越していることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-29T08:17:01Z) - Fast and differentiable simulation of driven quantum systems [58.720142291102135]
我々は、ダイソン展開に基づく半解析手法を導入し、標準数値法よりもはるかに高速に駆動量子系を時間発展させることができる。
回路QEDアーキテクチャにおけるトランスモン量子ビットを用いた2量子ゲートの最適化結果を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-16T21:43:38Z) - Assessment of weak-coupling approximations on a driven two-level system
under dissipation [58.720142291102135]
我々は, 減散を伴うリウヴィル・ヴォン方程式(Liouville-von equation)と呼ばれる数値的正確かつ非摂動的手法を用いて, 駆動量子ビットについて検討した。
我々は、駆動された量子ビットの定常状態を予測する上で、リンドブラッド方程式の妥当性の規則をマップするために実験で用いられる計量を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-11T22:45:57Z) - Probing eigenstate thermalization in quantum simulators via
fluctuation-dissipation relations [77.34726150561087]
固有状態熱化仮説(ETH)は、閉量子多体系の平衡へのアプローチの普遍的なメカニズムを提供する。
本稿では, ゆらぎ・散逸関係の出現を観測し, 量子シミュレータのフルETHを探索する理論に依存しない経路を提案する。
我々の研究は、量子シミュレータにおける熱化を特徴づける理論に依存しない方法を示し、凝縮物質ポンプ-プローブ実験をシミュレーションする方法を舗装する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-20T18:00:02Z) - Smooth bang-bang shortcuts to adiabaticity for atomic transport in a
moving harmonic trap [3.53163169498295]
本研究では, 相対変位, 速度, 加速度の物理的制約を設定することで, ほぼ最小時間でスムーズなバンバンプロトコルを提案する。
その結果, 運転時間を犠牲にしてエネルギ励起とスロッシング振幅が著しく低下することが判明した。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-02-26T16:49:01Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。