論文の概要: Entanglement with neutral atoms in the simulation of nonequilibrium dynamics of one-dimensional spin models
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.05291v1
- Date: Fri, 7 Jun 2024 23:29:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-11 20:34:04.662050
- Title: Entanglement with neutral atoms in the simulation of nonequilibrium dynamics of one-dimensional spin models
- Title（参考訳）: 1次元スピンモデルの非平衡ダイナミクスシミュレーションにおける中性原子との絡み合い
- Authors: Anupam Mitra,
- Abstract要約: スピン-1/2モデルの力学における絡み合いの生成と役割について検討する。
我々は,スピン-エチョ配列でインターリーブされた急激な断熱的Rydbergドレッシングを含む中性原子モルマー-ソレンセンゲートを導入する。
量子シミュレーションでは、逆場イジングモデルのクエンチ力学における臨界挙動を考察する。
- 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: Quantum entanglement is a key ingredient for quantum information processing with capabilities beyond that of classical computation. We study the generation and role of entanglement in the dynamics of spin-1/2 models, both for the design of quantum gates for general-purpose quantum computation and for quantum simulation of interacting spin models. We introduce the neutral atom M{\o}lmer-S{\o}rensen gate, involving rapid adiabatic Rydberg dressing interleaved in a spin-echo sequence. We show its robustness to quasi-static experimental imperfections and favorable scaling with the time-energy scales of Rydberg-mediated entanglement generation. In quantum simulation, we consider critical behavior in quench dynamics of transverse field Ising models. Using matrix product states to calculate the dynamics, we find that order parameters, critical point, and critical exponents can be estimated using modest bond dimensions. Considering the role of chaos and equilibration in quenches, we find that local observables are well approximated either due to low global entanglement or the proximity of local marginals to the maximally mixed state. These findings highlight the challenge of identifying relevant quantum phenomena that remain inaccessible to classical descriptions. Understanding the regimes where classical descriptions fail but remain accessible to pre-fault tolerant quantum hardware will help inform the design of future quantum information processors
- Abstract（参考訳）: 量子絡み合い(quantum entanglement)は、古典的な計算以上の能力を持つ量子情報処理の鍵となる要素である。
スピン-1/2モデルの力学における絡み合いの発生と役割について研究し、汎用量子計算のための量子ゲートの設計と相互作用するスピンモデルの量子シミュレーションについて考察する。
我々は,スピンエチョ配列でインターリーブされた急激な断熱的Rydbergドレッシングを含む中性原子M{\o}lmer-S{\o}rensenゲートを紹介する。
我々は,Rydbergを介するエンタングルメント生成の時間-エネルギースケールによる準静電的実験不完全性に対するロバスト性を示す。
量子シミュレーションでは、逆場イジングモデルのクエンチ力学における臨界挙動を考察する。
行列積状態を用いて力学を計算し, 規則パラメータ, 臨界点, 臨界指数を適度な結合次元を用いて推定できることを見出した。
クエンチにおけるカオスと平衡の役割を考慮すると、局所観測可能量は、大域的な絡み合いが低いか、局所境界が最大混合状態に近接しているため、よく近似されていることが分かる。
これらの発見は、古典的な記述に到達できない関連する量子現象を特定することの難しさを浮き彫りにしている。
古典的な記述が失敗するが、フォールト耐性量子ハードウェアにアクセスできる状態を理解することは、将来の量子情報プロセッサの設計を知らせる助けとなる。
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