論文の概要: Measurement-based qudit quantum refrigerator with subspace cooling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.08375v1
- Date: Thu, 12 Sep 2024 19:56:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-16 18:37:11.423920
- Title: Measurement-based qudit quantum refrigerator with subspace cooling
- Title（参考訳）: サブスペース冷却によるQudit量子冷凍機の測定
- Authors: Debkanta Ghosh, Tanoy Kanti Konar, Aditi Sen De,
- Abstract要約: 本研究では,高次元スピン系の集合体を熱状態から低エネルギー固有状態に変換する方法を開発した。
目標状態の忠実度を出力1で判定し、プロトコルの性能を評価する。
- 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: We develop a method to transform a collection of higher-dimensional spin systems from the thermal state with a very high temperature of a local spin-s Hamiltonian to a low-lying energy eigenstate of the same. The procedure utilizes an auxiliary system, interactions between all systems, and appropriate projective measurements of arbitrary rank performed on the auxiliary system. We refer to this process as subspace cooling. The performance of the protocol is assessed by determining the fidelity of the target state with the output one and the success probability of achieving the resulting state. For this analysis, spin-s XXZ and bilinear biquadratic models are employed as the evolving Hamiltonian. We demonstrate that in both scenarios, unit fidelity can be attained after a reasonable number of repeated measurements and a finite amount of evolution time when all the systems are aligned in an open chain, but it fails when the interactions between the spin follow the star configuration. We report that the success probability increases with the rank of the projectors in the measurement for a fixed dimension and that for each dimension, there exists a range of interaction strength and evolution period for which the fidelity gets maximized. Even when some subsystems are in contact with the thermal bath, the method proves to be resistant to decoherence.
- Abstract（参考訳）: 我々は,高次元スピン系の集合を,局所スピンスハミルトニアンの非常に高温の熱状態から,低エネルギー固有状態へ変換する方法を開発した。
この手順は補助システム、全てのシステム間の相互作用、補助システム上で実行される任意のランクの適切な射影測定を利用する。
この過程をサブスペース冷却と呼ぶ。
目標状態の忠実度を出力1で判定し、結果の状態を達成する成功確率を判定してプロトコルの性能を評価する。
この解析のために、スピン-s XXZ と双線型双立方体モデルが進化するハミルトニアンとして用いられる。
どちらのシナリオにおいても、全ての系が開鎖に配列されているとき、単位の忠実度は適切な回数の反復測定と有限量の進化時間によって達成できるが、スピン間の相互作用が星の構成に従うと失敗する。
固定次元の測定におけるプロジェクターのランクとともに成功確率が上昇し、各次元に対して、その忠実度を最大化する相互作用強度と進化期間の幅が存在することを報告する。
いくつかのサブシステムが熱浴に接触している場合でも、脱コヒーレンスに耐性があることが証明される。
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