論文の概要: Unruh-DeWitt Quantum Computing: Realizing Quantum Shannon Theory With Quantum Fields
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.13628v1
- Date: Thu, 18 Jul 2024 16:00:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-19 14:02:17.435817
- Title: Unruh-DeWitt Quantum Computing: Realizing Quantum Shannon Theory With Quantum Fields
- Title（参考訳）: Unruh-DeWitt量子コンピューティング:量子場を用いた量子シャノン理論の実現
- Authors: Eric W. Aspling,
- Abstract要約: この論文では、ヘリカルルッティンガー液体のボゾン化がフェルミオン系のRQIチャネルを構築するためのペダゴジカルアリーナを提供するため、友長・ルッティンガー液体の理論に重点を置いている。
複数の実験的な実システムを提案し,最大チャネル容量を確保するために設計制約を構築した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Qubit-field quantum transduction provides numerous advantages to quantum computing, such as device-specific error-correcting codes, efficient scalability, and effective entanglement generation. An all-to-all connected bus of qubits implanted around the outside of a topological insulator, allowed to interact with the edge state, is a promising arena for transduction with flying fermionic qubits. Unruh--DeWitt detectors have allowed quantum information scientists to model entanglement properties of qubit-field interactions in many settings in a field known as Relativistic Quantum Information (RQI). Unruh--DeWitt detectors are useful tools to realize quantum Shannon theory, a subset of the theory of quantum communication, in condensed matter systems, aptly named Unruh--DeWitt quantum computers. These systems will provide quantitative measurements of communication in quantum materials that utilize coherent states for bosonic and fermionic fields. In this thesis, emphasis is placed on the well-studied theory of Tomonaga-Luttinger liquids, as the bosonization of a helical Luttinger liquid provides a pedagogical arena to construct RQI channels of fermionic systems. Multiple experimentally realizable systems are proposed, and design constraints are constructed to ensure maximum channel capacity. Furthermore, we elucidate the strength of these quantum channels using measurements from quantum Shannon theory such as coherent information, dephasing formalism, diamond distance and universality of Unruh--DeWitt quantum logic gates.
- Abstract（参考訳）: 量子ビットフィールド量子トランスダクションは、デバイス固有のエラー訂正符号、効率的なスケーラビリティ、効率的な絡み合い生成など、量子コンピューティングに多くの利点をもたらす。
トポロジカル絶縁体の外周に埋め込まれた全接続された量子ビットバスは、エッジ状態との相互作用が可能であるが、飛来するフェルミオン量子ビットとの変換には有望なアリーナである。
Unruh--DeWitt検出器は、量子情報科学者が相対論的量子情報(RQI)と呼ばれる分野における多くの設定における量子場相互作用の絡み合い特性をモデル化することを可能にする。
Unruh--DeWitt検出器は、量子通信理論のサブセットである量子シャノン理論を実現するのに有用なツールである。
これらのシステムは、ボゾン場とフェルミオン場のコヒーレント状態を利用する量子材料における通信の定量的測定を提供する。
この論文では、ヘリカルルッティンガー液体のボゾン化がフェルミオン系のRQIチャネルを構築するためのペダゴジカルアリーナを提供するため、友長・ラッティンガー液体のよく研究された理論に重点を置いている。
複数の実験的に実現可能なシステムを提案し,最大チャネル容量を確保するために設計制約を構築した。
さらに、コヒーレント情報、形式性、ダイヤモンド距離、Unruh-DeWitt量子論理ゲートの普遍性といった量子シャノン理論からの測定値を用いて、これらの量子チャネルの強度を解明する。
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