論文の概要: Many-time physics in practice: characterising and controlling non-Markovian quantum stochastic processes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.05416v1
• Date: Wed, 8 May 2024 20:34:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-10 14:42:14.350890
• Title: Many-time physics in practice: characterising and controlling non-Markovian quantum stochastic processes
• Title（参考訳）: 実時間物理学:非マルコフ量子確率過程の特徴付けと制御
• Authors: Gregory A. L. White,
• Abstract要約: プロセステンソルトモグラフィ(PTT)という,量子プロセストモグラフィの一般化について述べる。 PTTは、厳密かつ体系的に非マルコフ的オープン量子システムを構築する能力を確立する。 我々は、実験設計、後処理アルゴリズム、シミュレーションおよび短期デバイスデモを含むPTTのフレームワークを開発する。
• 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: Every year, substantial theoretical and experimental progress is made towards the realisation of a genuinely new computational paradigm in the construction of a quantum computer. But progress is fractal; to make headway is to unearth the next set of obstacles. Decades of work has so far overcome physical, mathematical, engineering, and information theoretic obstacles to produce the remarkable high-fidelity devices we see today. But these devices must be near perfect to be useful. Indeed, advancements so far have precipitated sensitivity to a host of complex dynamical and control-based effects. Chief among these today are non-Markovian memory effects, where interactions between a quantum system and its surrounding environment can give rise to multi-time correlations. In this thesis, we address this issue and formally present a generalisation of quantum process tomography, called process tensor tomography (PTT). This establishes the ability to rigorously and systematically characterise non-Markovian open quantum systems, resolving many long-standing issues in the field. In the first part of this work, we present an original review of the literature and motivate the problem at hand. In the second, we develop the framework of PTT, including experiment design, post-processing algorithms, and both simulated and near-term device demonstrations. In particular, we demonstrate this as a tool for obtaining in-depth diagnostics about the nature and origin of temporal quantum correlations. Lastly, we dedicate our efforts to efficiency and self-consistency. To this effect, we explore theoretically processes with sparse memory structures. We then leverage this to develop various efficient estimation techniques tailored for different settings. The result is a robust and lightweight framework capable of both reconstructing and optimally controlling any non-Markovian open quantum dynamics.
• Abstract（参考訳）: 毎年、量子コンピュータの構築において、真に新しい計算パラダイムの実現に向けて、理論的および実験的にかなりの進歩がなされている。 しかし、進歩はフラクタルであり、道を進むには次の障害を掘り起こす必要がある。 これまでの10年は、物理、数学、工学、情報理論の障害を克服して、今日の目覚ましい高忠実度デバイスを生み出してきた。 しかし、これらのデバイスは役に立つには完璧に近いものに違いない。 実際、これまでの進歩は複雑な動的および制御に基づく影響のホストに対する感度を上昇させた。 量子システムとその周辺環境の間の相互作用は、マルチタイムの相関を生じさせる。 この論文では、この問題に対処し、プロセステンソルトモグラフィ(PTT)と呼ばれる量子プロセストモグラフィーの一般化を正式に提示する。 これは、非マルコフ的開量子系を厳密かつ体系的に特徴づける能力を確立し、この分野における多くの長年の問題を解決する。 本研究の第1部では、文献の原文レビューを行い、課題を手元に動機づける。 第2に、実験設計、後処理アルゴリズム、シミュレーションおよび短期デバイスデモを含むPTTのフレームワークを開発する。 特に、時間的量子相関の性質と起源に関する詳細な診断を得るためのツールとしてこれを実証する。 最後に、効率性と自己整合性に努力を捧げます。 そこで本研究では,スパースメモリ構造を持つ理論的プロセスについて検討する。 次に、これを活用して、異なる設定に適した様々な効率的な推定手法を開発します。 その結果、ロバストで軽量なフレームワークで、マルコフ的でない開量子力学を再構成し、最適に制御することができる。

関連論文リスト

• Unifying non-Markovian characterisation with an efficient and self-consistent framework [0.0]
  ほぼ全ての量子デバイスは、回路のレベルでノイズの多い量子と古典的な相関に悩まされている。 我々は、すべての非マルコフ現象を均一に包含し分類する理論的な枠組みを確立する。 我々は、ネットワーク学習を用いて効率的な再構築を定式化し、モジュール化と単純化を容易にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-13T19:00:23Z)
• Quantum algorithms: A survey of applications and end-to-end complexities [90.05272647148196]
  期待されている量子コンピュータの応用は、科学と産業にまたがる。 本稿では,量子アルゴリズムの応用分野について検討する。 私たちは、各領域における課題と機会を"エンドツーエンド"な方法で概説します。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-04T17:53:55Z)
• Measurement-induced entanglement and teleportation on a noisy quantum processor [105.44548669906976]
  最大70個の超伝導量子ビット上の測定誘起量子情報相について検討した。 二重性マッピングを用いて、中間回路の測定を回避し、基礎となる位相の異なる表現にアクセスする。 我々の研究は、現在のNISQプロセッサの限界であるスケールでの計測誘起物理を実現するためのアプローチを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-08T18:41:53Z)
• Quantum algorithms for quantum dynamics: A performance study on the spin-boson model [68.8204255655161]
  量子力学シミュレーションのための量子アルゴリズムは、伝統的に時間進化作用素のトロッター近似の実装に基づいている。 変分量子アルゴリズムは欠かせない代替手段となり、現在のハードウェア上での小規模なシミュレーションを可能にしている。 量子ゲートコストが明らかに削減されているにもかかわらず、現在の実装における変分法は量子的優位性をもたらすことはありそうにない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-09T18:00:05Z)
• From many-body to many-time physics [0.0]
  マルチタイム量子プロセスには、多体物理学と同じリッチさが与えられた。 我々は、これらの現象がいかに驚くほどアクセス可能で、未発見でありながら、初期段階の量子プロセッサにあるかを示します。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-29T12:48:10Z)
• Standard Model Physics and the Digital Quantum Revolution: Thoughts about the Interface [68.8204255655161]
  量子システムの分離・制御・絡み合いの進歩は、かつての量子力学の興味深い特徴を、破壊的な科学的・技術的進歩のための乗り物へと変えつつある。 本稿では,3つの領域科学理論家の視点から,絡み合い,複雑性,量子シミュレーションのインターフェースについて考察する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-10T06:12:06Z)
• Information Scrambling in Computationally Complex Quantum Circuits [56.22772134614514]
  53量子ビット量子プロセッサにおける量子スクランブルのダイナミクスを実験的に検討する。 演算子の拡散は効率的な古典的モデルによって捉えられるが、演算子の絡み合いは指数関数的にスケールされた計算資源を必要とする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-21T22:18:49Z)
• Quantum Non-equilibrium Many-Body Spin-Photon Systems [91.3755431537592]
  論文は、非平衡状態における強相関量子系の量子力学に関するものである。 本研究の主な成果は, 臨界ダイナミクスのシグナチャ, 超ストロング結合のテストベッドとしての駆動ディックモデル, キブルズルーク機構の3つにまとめることができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-23T19:05:56Z)
• Many-body physics in the NISQ era: quantum programming a discrete time crystal [0.0]
  離散時間結晶相を実現するために,新しい世代の量子シミュレータをプログラムできることを示す。 具体的には、GoogleのSycamoreプロセッサのアーキテクチャは、目前にあるタスクに非常によく似ています。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-22T18:01:04Z)
• Demonstration of non-Markovian process characterisation and control on a quantum processor [0.0]
  非マルコフノイズは量子技術の進歩に深刻な課題をもたらす。 量子系における非マルコフ力学を特徴づける枠組みを開発する。 以上の結果から, この特性化手法は, より優れた量子制御とコヒーレンス時間の拡張につながることが示された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-29T08:29:29Z)

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。