論文の概要: Experimental protocol for observing single quantum many-body scars with transmon qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.14613v1
• Date: Fri, 18 Oct 2024 17:11:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-21 14:24:14.909733
• Title: Experimental protocol for observing single quantum many-body scars with transmon qubits
• Title（参考訳）: トランペット量子ビットを用いた単一量子多体傷の観察のための実験的プロトコル
• Authors: Peter Græns Larsen, Anne E. B. Nielsen, André Eckardt, Francesco Petiziol,
• Abstract要約: 単一量子多体傷(Single quantum many-body scars)は、局所観測可能な熱期待値を再現できないエネルギー固有状態である。 本稿では, 固定周波数, 固定結合型超伝導量子ビットのアーキテクチャにおいて, 単一障害を観測するためのプロトコルを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Quantum many-body scars are energy eigenstates which fail to reproduce thermal expectation values of local observables in systems, where the rest of the many-body spectrum fulfils eigenstate thermalization. Experimental observation of quantum many-body scars has so far been limited to models with multiple scar states. Here we propose protocols to observe single scars in architectures of fixed-frequency, fixed-coupling superconducting qubits. We first adapt known models possessing the desired features into a form particularly suited for the experimental platform. We develop protocols for the implementation of these models, through trotterized sequences of two-qubit cross-resonance interactions, and verify the existence of the approximate scar state in the stroboscopic effective Hamiltonian. Since a single scar cannot be detected from coherent revivals in the dynamics, differently from towers of scar states, we propose and numerically investigate alternative and experimentally-accessible signatures. These include the dynamical response of the scar to local state deformations, to controlled noise, and to the resolution of the Lie-Suzuki-Trotter digitization.
• Abstract（参考訳）: 量子多体傷 (quantum many-body scars) は、局所的な可観測物の熱期待値を再現できないエネルギー固有状態であり、多体スペクトルの残りが固有状態の熱化を満たす。 量子多体傷の実験的観察は、これまで複数の傷痕状態を持つモデルに限られてきた。 本稿では, 固定周波数, 固定結合型超伝導量子ビットのアーキテクチャにおいて, 単一障害を観測するためのプロトコルを提案する。 私たちはまず、望まれる特徴を持つ既知のモデルを、特に実験プラットフォームに適した形式に適応させます。 本研究では,2量子交叉共振相互作用のトロッタ化シーケンスを用いて,これらのモデルの実装のためのプロトコルを開発し,分光有効ハミルトニアンにおける近似スカー状態の存在を検証した。 一つの傷跡が、傷跡状態の塔と異なり、ダイナミックスにおけるコヒーレントリバイバルから検出できないため、代替および実験的に到達可能なシグネチャを提案し、数値的に検討する。 これには、局所状態の変形に対する傷の動的応答、制御ノイズへの応答、リー・スズキ・トロッターデジタル化の分解能が含まれる。

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