論文の概要: Nonlinear Spectroscopy via Generalized Quantum Phase Estimation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.13885v1
- Date: Wed, 22 May 2024 18:00:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-24 20:53:06.709718
- Title: Nonlinear Spectroscopy via Generalized Quantum Phase Estimation
- Title（参考訳）: 一般化量子位相推定による非線形分光
- Authors: Ignacio Loaiza, Danial Motlagh, Kasra Hejazi, Modjtaba Shokrian Zini, Alain Delgado, Juan Miguel Arrazola,
- Abstract要約: 反応理論は、実験的な観測と理論的な予測を結びつけることに成功している。
量子系の応答特性の計算は、特に非線形分光法では、しばしば高価である。
本稿では,一般化された量子位相推定フレームワークを提案する。
これにより、任意の順序の応答特性の回復を可能にする一般相関関数の処理が可能となる。
- 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: Response theory has a successful history of connecting experimental observations with theoretical predictions. Of particular interest is the optical response of matter, from which spectroscopy experiments can be modelled. However, the calculation of response properties for quantum systems is often prohibitively expensive, especially for nonlinear spectroscopy, as it requires access to either the time evolution of the system or to excited states. In this work, we introduce a generalized quantum phase estimation framework designed for multi-variate phase estimation. This allows the treatment of general correlation functions enabling the recovery of response properties of arbitrary orders. The generalized quantum phase estimation circuit has an intuitive construction that is linked with a physical process of interest, and can directly sample frequencies from the distribution that would be obtained experimentally. In addition, we provide a single-ancilla modification of the new framework for early fault-tolerant quantum computers. Overall, our framework enables the efficient simulation of spectroscopy experiments beyond the linear regime, such as Raman spectroscopy. This opens up an exciting new field of applications for quantum computers with potential technological impact.
- Abstract（参考訳）: 反応理論は、実験的な観測と理論的な予測を結びつけることに成功している。
特に興味深いのは物質の光学反応であり、そこから分光実験をモデル化することができる。
しかし、量子系の応答特性の計算は、特に非線形分光法では、系の時間的進化または励起状態へのアクセスを必要とするため、しばしば禁止的に高価である。
本研究では,多変量位相推定のための一般化量子位相推定フレームワークを提案する。
これにより、任意の順序の応答特性の回復を可能にする一般相関関数の処理が可能となる。
一般化された量子位相推定回路は、物理過程とリンクした直感的な構成を持ち、実験的に得られる分布から直接周波数をサンプリングすることができる。
さらに、早期フォールトトレラント量子コンピュータのための新しいフレームワークの単一アンシラ修正を提供する。
全体として、我々のフレームワークはラマン分光のような線形状態を超えた分光実験の効率的なシミュレーションを可能にする。
これにより、潜在的な技術的影響のある量子コンピュータのための、エキサイティングな新しい応用分野が開かれる。
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