論文の概要: Direct observation of dynamical quasi-condensation on a quantum computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.02510v1
• Date: Mon, 04 Nov 2024 19:00:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-06 14:59:35.751097
• Title: Direct observation of dynamical quasi-condensation on a quantum computer
• Title（参考訳）: 量子コンピュータにおける動的準凝縮の直接観察
• Authors: Philipp Frey, Stephan Rachel,
• Abstract要約: 我々は回路圧縮を用いて、IBMQ上の無視可能なトロッタエラーと任意に長い時間にダイナミクスをシミュレートする。 コヒーレンス(Coherence)は、全ての時間スケールにおいて、最も低い自然軌道によって示されるように維持される。 量子シミュレーションがHCB物理への観測アクセスを提供することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Hard-core bosons (HCB) in one dimension are predicted to show surprisingly interesting dynamics after a quantum quench. Far from equilibrium, quasi-condensation at finite momenta has been observed in numerical studies, while the equilibrium state at late times is expected to violate conventional thermodynamics. The integrability of the model supposedly constraints the momentum distribution to approach a generalized Gibbs ensemble. The experimental observation of these phenomena has proven non-trivial, as optical lattice platforms do not directly access the momentum distribution. NISQ devices overcome this limitation. We use circuit compression in order to simulate dynamics to arbitrarily long times with negligible Trotter-error on IBMQ and directly observe quasi-condensation. Coherence is maintained across all time scales as indicated by the lowest natural orbitals. The equilibrium distribution at late times is seemingly well described by a Gibbs ensemble, indicating that small but finite systematic errors perturb the hard-core boson model away from integrability. We demonstrate that quantum simulation provides observational access to HCB physics.
• Abstract（参考訳）: 1次元のハードコアボソン(HCB)は、量子クエンチ後に驚くほど興味深いダイナミクスを示すと予測される。 平衡から離れて、有限モータにおける準凝縮は数値的な研究で観測されているが、近年の平衡状態は従来の熱力学に反すると予想されている。 モデルの可積分性は、一般化されたギブスのアンサンブルに近づくために運動量分布を制限していると考えられている。 光学格子プラットフォームは運動量分布に直接アクセスしないため、これらの現象の実験的観察は非自明であることが証明されている。 NISQデバイスはこの制限を克服する。 我々は、回路圧縮を用いて、IBMQ上の無視可能なトロッタエラーと任意に長い時間に量子力学をシミュレートし、準凝縮を直接観察する。 コヒーレンス(Coherence)は、全ての時間スケールにおいて、最も低い自然軌道によって示されるように維持される。 後期の平衡分布はギブスのアンサンブルによってよく説明されており、小さなが有限な体系的な誤りがハードコアのボソンモデルを積分性から遠ざけていることを示している。 量子シミュレーションがHCB物理への観測アクセスを提供することを示す。

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