論文の概要: Systematic time-coarse graining for driven quantum systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.06068v1
- Date: Mon, 8 Jul 2024 16:11:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-09 15:01:12.992044
- Title: Systematic time-coarse graining for driven quantum systems
- Title（参考訳）: 駆動量子システムのための体系的時間粗粒度化
- Authors: Leon Bello, Wentao Fan, Aditya Gandotra, Hakan E. Türeci,
- Abstract要約: 本稿では、駆動量子系の時間粗粒度行列に対して量子マスター方程式(QME)を提供する時粗粒度(STCG)フレームワークを提案する。
本稿では, 粗粒QMEの数値安定性, 収束性, 解釈性について, 高次数で検討した3つのケーススタディについて述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.217684156614636
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Fidelity requirements on quantum devices necessitate faster and stronger drives, pushing into regimes where the rotating-wave approximation (RWA) is no longer adequate. In those regimes, high-frequency processes generated by counter-rotating terms can significantly modify the long-term dynamics of a quantum system. Exploring these regimes is difficult even numerically, since system dynamics exhibiting disparate time-scales are often stiff and unstable. In this work, we present a systematic time-coarse graining (STCG) framework that addresses these issues by directly providing a Quantum Master Equation (QME) for the time-coarse grained density matrix of a driven quantum system. STCG allows the perturbative calculation of effective unitary and non-unitary generators describing the relevant slow dynamics at any given order of truncation beyond the RWA, and is accompanied by a complete software framework written in Julia, \textbf{QuantumGraining.jl}, for efficient implementation. We present three case studies examining the numerical stability, convergence and the interpretive utility of the coarse-grained QME at high orders. These examples illustrate two key results: observables measured by finite bandwidth apparatus can differ significantly from exact dynamics due to the effect of the counter-rotating terms, and that this can be captured by solving the STCG QME with basic low-order ODE solvers.
- Abstract（参考訳）: 量子デバイスの忠実性要件はより高速で強力なドライブを必要とし、回転波近似(RWA)がもはや不十分なレジームに押し込まれる。
これらの状態において、反回転項によって生成される高周波プロセスは、量子系の長期的ダイナミクスを著しく変更することができる。
異なる時間スケールを示す系力学は、しばしば硬く不安定であるため、これらの状態の探索は数値的にも困難である。
本研究では, 時間粗粒度行列に量子マスター方程式(QME)を直接提供することにより, これらの問題に対処する系統的時間粗粒度化(STCG)フレームワークを提案する。
STCGは、RWA以外の任意の順序で関連するスローダイナミクスを記述する効果的なユニタリおよび非ユニタリジェネレータの摂動計算を可能にし、効率的な実装のために Julia で書かれた完全なソフトウェアフレームワークである \textbf{QuantumGraining.jl} を伴っている。
本稿では, 粗粒QMEの数値安定性, 収束性, 解釈性について, 高次数で検討した3つのケーススタディについて述べる。
これらの例は、2つの重要な結果を示している: 有限帯域装置によって測定された可観測物は、逆回転項の影響により正確な力学と大きく異なることができ、これはSTCG QMEを基本低次ODEソルバで解くことで捉えることができる。
関連論文リスト
- TANGO: Time-Reversal Latent GraphODE for Multi-Agent Dynamical Systems [43.39754726042369]
連続グラフニューラルネットワークに基づく常微分方程式(GraphODE)により予測される前後の軌跡を整列するソフト制約として,単純かつ効果的な自己監督型正規化項を提案する。
時間反転対称性を効果的に課し、古典力学の下でより広い範囲の力学系にわたってより正確なモデル予測を可能にする。
様々な物理システムに対する実験結果から,提案手法の有効性が示された。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-10T08:52:16Z) - Floquet-engineered nonlinearities and controllable pair-hopping
processes: From optical Kerr cavities to correlated quantum matter [0.0]
本研究は, 周期駆動による非定常非線形性の生成と制御の可能性を探るものである。
親量子多体記述を用いて、そのような駆動系が有効なNLSEによって十分に捕捉されていることを示す。
我々はこれらの興味深い性質を、弱い相互作用(平均場)状態、効果的なNLSEによって捉えられる状態、および強相関量子状態の両方で分析する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-12T13:56:27Z) - Prethermalization in periodically-driven nonreciprocal many-body spin
systems [0.0]
相互作用するカオス古典スピン系における時間周期非相互ダイナミクスの新しいクラスを解析する。
磁化力学は長寿命の準安定台地を特徴とし,その持続時間は駆動周波数の4番目のパワーによって制御されている。
我々は、周期駆動系の高周波限界で観測される前熱力学の概念を非相互系に拡張する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-18T18:00:15Z) - Decimation technique for open quantum systems: a case study with
driven-dissipative bosonic chains [62.997667081978825]
量子系の外部自由度への不可避結合は、散逸(非単体)ダイナミクスをもたらす。
本稿では,グリーン関数の(散逸的な)格子計算に基づいて,これらのシステムに対処する手法を提案する。
本手法のパワーを,複雑性を増大させる駆動散逸型ボゾン鎖のいくつかの例で説明する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-15T19:00:09Z) - Structure-Preserving Learning Using Gaussian Processes and Variational
Integrators [62.31425348954686]
本稿では,機械系の古典力学に対する変分積分器と,ガウス過程の回帰による残留力学の学習の組み合わせを提案する。
我々は、既知のキネマティック制約を持つシステムへのアプローチを拡張し、予測の不確実性に関する公式な境界を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-10T11:09:29Z) - Onset of non-Gaussian quantum physics in pulsed squeezing with
mesoscopic fields [1.2252572522254723]
パルス励起光発生における非ガウス量子特性の出現について, メソスコピック数のポンプ光子を用いて検討した。
非線形ナノフォトニクスにおける技術の現状は、急速にこの状態に近づいていると我々は主張する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-27T02:49:10Z) - Nonlinear interferometry beyond classical limit facilitated by cyclic
dynamics [18.236929748580867]
本稿では,時間逆転を起こさずに非線形干渉法を実装するための循環系に広く適用可能な手法を提案する。
このような「閉ループ」非線形干渉計を実装し、26500個の原子の古典的極限に対して3.87_-0.95+0.91$デシベルを達成した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-01T09:41:34Z) - Designing Kerr Interactions for Quantum Information Processing via
Counterrotating Terms of Asymmetric Josephson-Junction Loops [68.8204255655161]
静的空洞非線形性は通常、ボゾン量子誤り訂正符号の性能を制限する。
非線形性を摂動として扱うことで、シュリーファー・ヴォルフ変換を用いて実効ハミルトニアンを導出する。
その結果、立方体相互作用は、線形演算と非線形演算の両方の有効率を高めることができることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-14T15:11:05Z) - Bridging the Gap Between the Transient and the Steady State of a
Nonequilibrium Quantum System [58.720142291102135]
非平衡の多体量子系は、多体物理学のフロンティアの1つである。
直流電場における強相関電子に関する最近の研究は、系が連続した準熱状態を経て進化することを示した。
我々は、短時間の過渡計算を用いて遅延量を求める補間スキームを実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-04T06:23:01Z) - Fast and differentiable simulation of driven quantum systems [58.720142291102135]
我々は、ダイソン展開に基づく半解析手法を導入し、標準数値法よりもはるかに高速に駆動量子系を時間発展させることができる。
回路QEDアーキテクチャにおけるトランスモン量子ビットを用いた2量子ゲートの最適化結果を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-16T21:43:38Z) - On dissipative symplectic integration with applications to
gradient-based optimization [77.34726150561087]
本稿では,離散化を体系的に実現する幾何学的枠組みを提案する。
我々は、シンプレクティックな非保守的、特に散逸的なハミルトン系への一般化が、制御された誤差まで収束率を維持することができることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-15T00:36:49Z)
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。