論文の概要: Towards quantum computing Feynman diagrams in hybrid qubit-oscillator devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.05092v1
• Date: Thu, 07 Nov 2024 19:17:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-11 14:53:35.398857
• Title: Towards quantum computing Feynman diagrams in hybrid qubit-oscillator devices
• Title（参考訳）: ハイブリッド量子ビットオシレータデバイスにおけるファインマン図の量子コンピューティングに向けて
• Authors: S. Varona, S. Saner, O. Băzăvan, G. Araneda, G. Aarts, A. Bermudez,
• Abstract要約: ハイブリッド量子オシレータデバイスにおける実験は、関数計算と経路積分のレンズを通して見ることができることを示す。 この接続は、ファインマン図形の観点から特徴関数の拡張を示唆する。 シュウィンガー・ケルディシュ形式主義を通じて、これらのアイデアを有限温度に一般化する方法について議論する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We show that recent experiments in hybrid qubit-oscillator devices that measure the phase-space characteristic function of the oscillator via the qubit can be seen through the lens of functional calculus and path integrals, drawing a clear analogy with the generating functional of a quantum field theory. This connection suggests an expansion of the characteristic function in terms of Feynman diagrams, exposing the role of the real-time bosonic propagator, and identifying the external source functions with certain time-dependent couplings that can be controlled experimentally. By applying maximum-likelihood techniques, we show that the ``measurement'' of these Feynman diagrams can be reformulated as a problem of multi-parameter point estimation that takes as input a set of Ramsey-type measurements of the qubit. By numerical simulations that consider leading imperfections in trapped-ion devices, we identify the optimal regimes in which Feynman diagrams could be reconstructed from measured data with low systematic and stochastic errors. We discuss how these ideas can be generalized to finite temperatures via the Schwinger-Keldysh formalism, contributing to a bottom-up approach to probe quantum simulators of lattice field theories by systematically increasing the qubit-oscillator number.
• Abstract（参考訳）: 本稿では, 量子場理論の生成関数と明確な類似性を引き合いに出し, 関数計算と経路積分のレンズを通して, 発振器の位相空間特性関数を測定するハイブリッド量子ビットオシレータ装置の最近の実験を見ることができることを示す。 この接続は、ファインマン図形の特性関数の拡大を示唆し、実時間ボソニックプロパゲータの役割を明らかにし、実験的に制御できる時間依存結合を持つ外部ソース関数を同定する。 これらのファインマン図の「測度'」は、最大様相の手法を適用することで、ラムゼー型キュービットの測定セットを入力として、多パラメータ点推定の問題として再構成可能であることを示す。 捕捉イオン装置における先行不完全性を考慮した数値シミュレーションにより, 系統的および確率的誤差の低い測定データから, ファインマン図を再構成できる最適条件を同定した。 我々は、これらのアイデアをシュウィンガー・ケルディシュ形式を通して有限温度に一般化する方法を議論し、クビット・オシレータ数を体系的に増加させることで格子場理論の量子シミュレーターを探索するボトムアップアプローチに寄与する。

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