論文の概要: Generalized geometric speed limits for quantum observables

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.04544v1
• Date: Fri, 6 Sep 2024 18:15:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-10 22:10:46.388869
• Title: Generalized geometric speed limits for quantum observables
• Title（参考訳）: 量子可観測体の一般化幾何速度限界
• Authors: Jacob Bringewatt, Zach Steffen, Martin A. Ritter, Adam Ehrenberg, Haozhi Wang, B. S. Palmer, Alicia J. Kollár, Alexey V. Gorshkov, Luis Pedro García-Pintos,
• Abstract要約: 観測変数の期待値の変化率に関する一般化された量子速度制限を導出する。 これらの境界は部分集合であり、ヒルベルト空間次元$geq 3$に対して、既存の境界を締め付ける。 一般化された境界は、観測変数の期待値の高速な駆動を可能にする「高速」ハミルトニアンを設計するのに使うことができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.451121761055173
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Leveraging quantum information geometry, we derive generalized quantum speed limits on the rate of change of the expectation values of observables. These bounds subsume and, for Hilbert space dimension $\geq 3$, tighten existing bounds -- in some cases by an arbitrarily large multiplicative constant. The generalized bounds can be used to design "fast" Hamiltonians that enable the rapid driving of the expectation values of observables with potential applications e.g.~to quantum annealing, optimal control, variational quantum algorithms, and quantum sensing. Our theoretical results are supported by illustrative examples and an experimental demonstration using a superconducting qutrit. Possibly of independent interest, along the way to one of our bounds we derive a novel upper bound on the generalized quantum Fisher information with respect to time (including the standard symmetric logarithmic derivative quantum Fisher information) for unitary dynamics in terms of the variance of the associated Hamiltonian and the condition number of the density matrix.
• Abstract（参考訳）: 量子情報幾何を利用すると、観測可能量の期待値の変化率に関する一般化された量子速度制限を導出する。 これらの境界は部分集合であり、ヒルベルト空間次元 $\geq 3$ に対して、既存の境界を(ある場合において)任意に大きい乗法定数で締め付ける。 一般化された境界は、量子アニール、最適制御、変分量子アルゴリズム、量子センシングといった潜在的な応用で観測可能な観測値の期待値の高速な駆動を可能にする「高速」ハミルトニアンを設計するために用いられる。 我々の理論的結果は、実証的な例と超伝導クエットを用いた実験的な実証によって裏付けられている。 おそらく、我々の境界の1つへの道に沿って、関連するハミルトニアンの分散と密度行列の条件数の観点からのユニタリダイナミクスの時間(標準対称対数微分量子フィッシャー情報を含む)に関する一般化された量子フィッシャー情報上の新しい上限を導出する。

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