論文の概要: Quantum Alternating Operator Ansatz for the Preparation and Detection of Long-Lived Singlet States in NMR

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.05015v2
• Date: Thu, 8 Aug 2024 13:56:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-09 19:57:18.340746
• Title: Quantum Alternating Operator Ansatz for the Preparation and Detection of Long-Lived Singlet States in NMR
• Title（参考訳）: NMRにおける長寿命単一状態の生成と検出のための量子交互演算子アンザッツ
• Authors: Pratham Hullamballi, Vishal Varma, T. S. Mahesh,
• Abstract要約: NMRの熱状態から長寿命一重項状態(LLS)を調製するためのQAOA配列とその変異体の設計について述べる。 制御パラメータの広い範囲の誤差に対するQAOA配列の効率性とロバスト性について検討する。 2量子NMRレジスタを用いてQAOA配列を他の顕著なLSS合成法と比較する実験を行った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Designing efficient and robust quantum control strategies is vital for developing quantum technologies. One recent strategy is the Quantum Alternating Operator Ansatz (QAOA) sequence that alternatively propagates under two noncommuting Hamiltonians, whose control parameters can be optimized to generate a gate or prepare a state. Here, we describe the design of the QAOA sequence and their variants to prepare long-lived singlet states (LLS) from the thermal state in NMR. With extraordinarily long lifetimes exceeding the spin-lattice relaxation time constant $T_1$, LLS have been of great interest for various applications, from spectroscopy to medical imaging. Accordingly, designing sequences for efficiently preparing LLS in a general spin system is crucial. Using numerical analysis, we study the efficiency and robustness of the QAOA sequences over a wide range of errors in the control parameters. Using a two-qubit NMR register, we conduct an experimental study to benchmark QAOA sequences against other prominent methods of LLS preparation and observe the significantly superior performance of the QAOA sequences.
• Abstract（参考訳）: 量子技術を開発するには、効率的で堅牢な量子制御戦略を設計することが不可欠である。 最近の戦略の1つは量子交互演算子アンザッツ (QAOA) シーケンスであり、これは代わりに2つの非可換ハミルトニアンの下で伝播し、制御パラメータはゲートの生成や状態の準備に最適化できる。 ここでは、NMRの熱状態から長寿命一重項状態(LLS)を作成するためにQAOA配列とその変異体の設計について述べる。 スピン格子緩和時間定数T_1$を超える超長寿命のLSSは、分光から医用画像まで様々な用途において大きな関心を集めてきた。 したがって、汎用スピンシステムにおいてLSSを効率的に作成するためのシーケンスを設計することが重要である。 数値解析を用いて,制御パラメータの幅広い誤差に対して,QAOA配列の効率性とロバスト性について検討した。 2量子NMRレジスタを用いて、他のLSS調製法と比較してQAOA配列をベンチマークし、QAOA配列の極めて優れた性能を観察する実験を行った。

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