論文の概要: Quantum search in many-body interacting system with long-range interaction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.07009v1
- Date: Sat, 11 May 2024 13:08:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-14 18:57:41.830178
- Title: Quantum search in many-body interacting system with long-range interaction
- Title（参考訳）: 長距離相互作用をもつ多体相互作用系における量子探索
- Authors: Fan Xing, Yan Wei, Zeyang Liao,
- Abstract要約: 連続時間量子ウォークは、量子探索問題の代替方法を提供する。
長距離原子-原子相互作用を持つ3つの物理系について検討する。
これら3つのシステムは、散逸がなければ、ほぼ最適の量子探索を提供することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9831489366502302
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Continuous-time quantum walks provide an alternative method for quantum search problems. Most of the earlier studies confirmed that quadratic speedup exists in some synthetic Hamiltonians, but whether there is quadratic speedup in real physical systems is elusive. Here, we investigate three physical systems with long-range atom-atom interaction which are possible good candidates for realizing the quantum search, including one-dimensional atom arrays either trapped in an optical lattice or coupled to waveguide near band edge or dispersively coupled to a good cavity. We find that all three systems can provide near-optimal quantum search if there is no dissipation. However, if the dissipation is considered only the latter two systems (i.e., waveguide-QED and cavity-QED systems) can still have high success probabilities because the latter two systems can significantly enhance the atom-atom interaction even if they are far apart and the spectra gap can be much larger which can reduce the search time and the effects of dissipation significantly. Our studies here can provide helpful instructions for realizing quantum search in real physical systems in the noisy intermediate-scale quantum era.
- Abstract（参考訳）: 連続時間量子ウォークは、量子探索問題の代替方法を提供する。
初期の研究では、いくつかの合成ハミルトニアンに二次的なスピードアップが存在することが確認されているが、実際の物理系に二次的なスピードアップが存在するかどうかは不明である。
本稿では、光格子に閉じ込められたり、帯縁付近で導波路に結合された1次元原子配列や、良好な空洞に分散結合された1次元原子配列を含む、量子探索を実現するための良い候補となる長距離原子-原子相互作用を持つ3つの物理系について検討する。
これら3つのシステムは、散逸がなければ、ほぼ最適の量子探索を提供することができる。
しかし、散逸が後者の2つの系(すなわち導波管-QEDおよび共振器-QED系)のみと見なされる場合、後者の2つの系は、遠く離れていても原子-原子相互作用を著しく向上させることができ、スペクトルギャップが大きくなり、探索時間と散逸の影響を著しく低減できるため、高い成功確率を有する。
そこで本研究では,ノイズの多い中間量子時代における実物理系における量子探索の実現に有用な方法を提案する。
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