論文の概要: Efficiently preparing chiral states via fermionic cooling on bosonic quantum hardware

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.02177v1
• Date: Tue, 3 Sep 2024 18:00:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-05 21:39:27.028765
• Title: Efficiently preparing chiral states via fermionic cooling on bosonic quantum hardware
• Title（参考訳）: ボゾン量子ハードウェア上でのフェルミオン冷却によるキラル状態の効率的調製
• Authors: Gilad Kishony, Mark S. Rudner, Erez Berg,
• Abstract要約: 雑音型ボゾン量子シミュレータ上で任意のフェルミオンハミルトニアンの低エネルギー状態を作成するための効率的なプロトコルを提案する。 我々は,北エフハニカムモデルのキラル(非アベリア)相などのトポロジ的位相を,このプロトコルを用いて効率的に作成できることを示した。
• 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: We propose an efficient protocol for preparing low energy states of arbitrary fermionic Hamiltonians on a noisy bosonic quantum simulator. This procedure involves performing adiabatic cooling by coupling the target system with a simulated bath. The bath is periodically monitored in order to extract entropy from the system. By fermionizing the simulated target system and the bath together, we allow individual fermionic excitations of the system to coherently hop to the bath sites. In this way, we achieve a cooling rate linearly proportional to the density of these excitations, despite the fact that they are non-local in terms of the bosonic degrees of freedom of the hardware. In particular, we show that certain topological phases, such as the chiral (non-Abelian) phase of the Kitaev honeycomb model can be prepared efficiently using our protocol. We find that our protocol performs favorably in the presence of noise, making it suitable for execution on near-term quantum devices.
• Abstract（参考訳）: 雑音型ボゾン量子シミュレータ上で任意のフェルミオンハミルトニアンの低エネルギー状態を作成するための効率的なプロトコルを提案する。 この手順では、ターゲットシステムと模擬浴を結合して断熱冷却を行う。 浴室はシステムからエントロピーを抽出するために定期的に監視される。 模擬標的系と浴を共にフェミオン化することにより,各系のフェミオン励起を連続的に浴場にホップさせる。 このようにして、ハードウェアの自由度で非局所的であるにもかかわらず、これらの励起の密度に線形に比例した冷却率を達成する。 特に,北エブハニカムモデルのキラル(非アベリア)相などの位相位相は,このプロトコルを用いて効率的に生成可能であることを示す。 我々のプロトコルはノイズの存在下で良好に動作し、短期量子デバイス上での実行に適している。

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