論文の概要: Stochastic resetting in discrete-time quantum dynamics: steady states and correlations in few-qubit systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.11497v1
- Date: Tue, 15 Oct 2024 11:07:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-16 14:00:58.314092
- Title: Stochastic resetting in discrete-time quantum dynamics: steady states and correlations in few-qubit systems
- Title(参考訳): 離散時間量子力学における確率的リセット--数量子系における定常状態と相関
- Authors: Sascha Wald, Louie Hong Yao, Thierry Platini, Chris Hooley, Federico Carollo,
- Abstract要約: 量子コンピュータにおける離散時間リセットダイナミクスの定常特性について検討する。
ポアソニアンリセットに対しては、プロセスの定常状態を計算し、量子ゲートにおける「共鳴」の存在を実証する。
リセット確率が時間とともに十分に急速に消失した場合、システムは定常状態に近づかないことを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
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- Abstract: Time evolution in several classes of quantum devices is generated through the application of quantum gates. Resetting is a critical technological feature in these systems allowing for mid-circuit measurement and complete or partial qubit reset. The possibility of realizing discrete-time reset dynamics on quantum computers makes it important to investigate the steady-state properties of such dynamics. Here, we explore the behavior of generic discrete-time unitary dynamics interspersed by random reset events. For Poissonian resets, we compute the stationary state of the process and demonstrate, by taking a weak-reset limit, the existence of "resonances" in the quantum gates, allowing for the emergence of steady state density matrices which are not diagonal in the eigenbasis of the generator of the unitary gate. Such resonances are a genuine discrete-time feature and impact on quantum and classical correlations even beyond the weak-reset limit. Furthermore, we consider non-Poissonian reset processes and explore conditions for the existence of a steady state. We show that, when the reset probability vanishes sufficiently rapidly with time, the system does not approach a steady state. Our results highlight key differences between continuous-time and discrete-time stochastic resetting and may be useful to engineer states with controllable correlations on existing devices.
- Abstract(参考訳): 量子デバイスのいくつかのクラスにおける時間進化は、量子ゲートの適用によって生成される。
リセットはこれらのシステムにおいて重要な技術的特徴であり、中間回路の測定と完全または部分量子ビットのリセットを可能にする。
量子コンピュータ上で離散時間リセットダイナミクスを実現する可能性は、そのような力学の定常特性を調べることが重要である。
本稿では、ランダムリセットイベントによって分散された離散時間ユニタリダイナミクスの挙動について考察する。
ポアソニアンリセットに対しては、プロセスの定常状態を計算し、弱リセットの極限を取ることにより、量子ゲートにおける「共鳴」の存在を証明し、ユニタリゲートのジェネレータの固有基底において対角的でない定常状態密度行列の出現を可能にする。
このような共鳴は真の離散時間的特徴であり、弱いリセット限界を超えても量子的および古典的相関に影響を及ぼす。
さらに、非ポアソン的リセット過程を考察し、定常状態の存在の条件を探求する。
リセット確率が時間とともに十分に急速に消失した場合、システムは定常状態に近づかないことを示す。
この結果から,連続時間と離散時間確率リセットの主な相違点が浮き彫りとなり,既存のデバイスに制御可能な相関関係を持つ状態のエンジニアにとって有用である可能性が示唆された。
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