論文の概要: Prethermalization by Random Multipolar Driving on a 78-Qubit Superconducting Processor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.21553v2
- Date: Tue, 01 Apr 2025 11:23:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-02 14:12:38.811386
- Title: Prethermalization by Random Multipolar Driving on a 78-Qubit Superconducting Processor
- Title（参考訳）: 78ビット超電導プロセッサ上でのランダム多極駆動による予熱
- Authors: Zheng-He Liu, Yu Liu, Gui-Han Liang, Cheng-Lin Deng, Keyang Chen, Yun-Hao Shi, Tian-Ming Li, Lv Zhang, Bing-Jie Chen, Cai-Ping Fang, Da'er Feng, Xu-Yang Gu, Yang He, Kaixuan Huang, Hao Li, Hao-Tian Liu, Li Li, Zheng-Yang Mei, Zhen-Yu Peng, Jia-Cheng Song, Ming-Chuan Wang, Shuai-Li Wang, Ziting Wang, Yongxi Xiao, Minke Xu, Yue-Shan Xu, Yu Yan, Yi-Han Yu, Wei-Ping Yuan, Jia-Chi Zhang, Jun-Jie Zhao, Kui Zhao, Si-Yun Zhou, Zheng-An Wang, Xiaohui Song, Ye Tian, Florian Mintert, Johannes Knolle, Roderich Moessner, Yu-Ran Zhang, Pan Zhang, Zhongcheng Xiang, Dongning Zheng, Kai Xu, Hongzheng Zhao, Heng Fan,
- Abstract要約: 可変加熱速度多体系における長寿命予熱相の実験的観察を報告する。
78キュービットと137カプラの2次元構成で、遠方から平衡加熱のダイナミクスはシミュレーションの範囲を超えている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 26.669957183525817
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Time-dependent drives hold the promise of realizing non-equilibrium many-body phenomena that are absent in undriven systems. Yet, drive-induced heating normally destabilizes the systems, which can be parametrically suppressed in the high-frequency regime by using periodic (Floquet) drives. It remains largely unknown to what extent highly controllable quantum simulators can suppress heating in non-periodically driven systems. Using the 78-qubit superconducting quantum processor, Chuang-tzu 2.0, we report the experimental observation of long-lived prethermal phases in many-body systems with tunable heating rates, driven by structured random protocols, characterized by $n$-multipolar temporal correlations. By measuring both the particle imbalance and subsystem entanglement entropy, we monitor the entire heating process over 1,000 driving cycles and observe the existence of the prethermal plateau. The prethermal lifetime is `doubly tunable': one way by driving frequency, the other by multipolar order; it grows algebraically with the frequency with the universal scaling exponent $2n{+}1$. Using quantum state tomography on different subsystems, we demonstrate a non-uniform spatial entanglement distribution and observe a crossover from area-law to volume-law entanglement scaling. With 78 qubits and 137 couplers in a 2D configuration, the entire far-from-equilibrium heating dynamics are beyond the reach of simulation using tensor-network numerical techniques. Our work highlights superconducting quantum processors as a powerful platform for exploring universal scaling laws and non-equilibrium phases of matter in driven systems in regimes where classical simulation faces formidable challenges.
- Abstract（参考訳）: 時間依存ドライブは、非駆動系で欠落する非平衡多体現象を実現するという約束を持っている。
しかし、駆動誘起加熱は、周期的(フロッケ)駆動を用いることで、高周波状態においてパラメトリック的に抑制されるシステムを正常に不安定化する。
高度に制御可能な量子シミュレータが非周期的に駆動されるシステムの加熱をどの程度抑制できるかは、ほとんど分かっていない。
78量子ビットの超伝導量子プロセッサであるChuang-tzu 2.0を用いて、構造化ランダムプロトコルによって駆動される可変加熱速度を持つ多体系における長寿命予熱相の実験的観察を報告した。
粒子不均衡とサブシステムエンタングルメントエントロピーの両方を測定することで、1000サイクル以上の加熱過程全体を監視し、予熱台地の存在を観察する。
熱前の寿命は「二重チューナブル」であり、ある方法は周波数を駆動し、もう1つは多極性順序で、普遍スケーリング指数2n{+}1$で代数的に増加する。
異なるサブシステム上での量子状態トモグラフィーを用いて、非一様空間エンタングルメント分布を示し、領域法則から体積法則エンタングルメントスケーリングへのクロスオーバーを観察する。
78キュービットと137カプラの2次元構成で、遠方平衡熱力学はテンソル・ネットワークの数値的手法を用いてシミュレーションの範囲を超えている。
我々の研究は、古典的なシミュレーションが困難な課題に直面している体制において、量子プロセッサを普遍的なスケーリング法則と物質非平衡相を探索するための強力なプラットフォームとして強調する。
関連論文リスト
- Prethermalization in the PXP Model under Continuous Quasiperiodic Driving [0.0]
強リドベルク閉塞系における準周期的に駆動されるリドベルク原子鎖のダイナミクスについて検討する。
運転なしでも、PXPモデルは多くのボディの傷がつき、結果として持続的な振動が生じる。
以上の結果から, 連続半周期駆動プロトコルは, 物質の予熱相を実現するための有望な経路となることが示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-03T15:30:02Z) - Thermalization and Criticality on an Analog-Digital Quantum Simulator [133.58336306417294]
本稿では,69個の超伝導量子ビットからなる量子シミュレータについて述べる。
古典的Kosterlitz-Thouless相転移のシグネチャと,Kibble-Zurekスケール予測からの強い偏差を観測する。
本システムは, 対角二量体状態でディジタル的に調製し, 熱化時のエネルギーと渦の輸送を画像化する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-27T17:40:39Z) - Unveiling clean two-dimensional discrete time quasicrystals on a digital quantum computer [0.20971479389679332]
キックしたイジングモデルにおける周期運転時の初期生成物状態の緩和ダイナミクスについて検討した。
Floquetサイクルの2倍の周期で磁化測定によって特徴づけられる予熱状態の存在を同定する。
本結果は,2次元システムにおける周期共振DTCの実現を裏付ける証拠となる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-25T12:56:13Z) - Dissipative preparation and stabilization of many-body quantum states in
a superconducting qutrit array [55.41644538483948]
本稿では,量子多体絡み合った状態の多様体を駆動散逸的に準備し,安定化するためのプロトコルを提案し,解析する。
我々は,実デバイスの物理特性に基づいたパルスレベルシミュレーションにより,このプラットフォームの理論的モデリングを行う。
我々の研究は、固体で自己補正された量子多体状態をホストする駆動散逸型超伝導cQEDシステムの能力を示している。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-21T18:02:47Z) - Quasi-Floquet prethermalization in a disordered dipolar spin ensemble in
diamond [2.8196336649430482]
フロッケ(周期駆動)は、量子システム工学の強力な技術として登場した。
ダイヤモンド中の強く相互作用する双極子スピンアンサンブルにおけるフロケ予熱の観測を報告する。
単周波駆動とは対照的に、予熱の存在は印加磁場の滑らかさに非常に敏感である。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-21T19:00:00Z) - Observation of partial and infinite-temperature thermalization induced
by repeated measurements on a quantum hardware [62.997667081978825]
量子超伝導プロセッサ上での部分的および無限温度熱化を観察する。
収束は、完全に混合された(温度が一定でない)状態ではなく、観測可能な状態のブロック対角状態に傾向を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-14T15:18:11Z) - Emergent pair localization in a many-body quantum spin system [0.0]
本質的には、非可積分量子系は固有状態熱化仮説に従って熱化することが期待されている。
強い障害がある場合、力学は実験可能な時間スケールでシステムが熱分解に失敗する程度まで減速する可能性がある。
ライドバーグ量子シミュレータにより実現されたランダムカップリング強度の可変分布を持つハイゼンベルクスピンのアンサンブルについて検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-28T16:31:18Z) - Pulsed multireservoir engineering for a trapped ion with applications to
state synthesis and quantum Otto cycles [68.8204255655161]
貯水池工学(Reservoir engineering)は、消散と脱コヒーレンス(decoherence)を障害というよりはむしろ道具として扱う、注目すべきタスクである。
トラップイオンの1次元高調波運動のための貯水池工学を実装するための衝突モデルを構築した。
複数の内部レベルを持つため、複数の貯水池を設計することができ、よく知られた非古典的な運動状態のより効率的な合成を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-26T08:32:39Z) - Observation of Time-Crystalline Eigenstate Order on a Quantum Processor [80.17270167652622]
量子体系は、その低温平衡状態において豊富な相構造を示す。
超伝導量子ビット上の固有状態秩序DTCを実験的に観測する。
結果は、現在の量子プロセッサ上での物質の非平衡相を研究するためのスケーラブルなアプローチを確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-28T18:00:03Z) - Classical Prethermal Phases of Matter [0.0]
物質の前熱非平衡相は量子領域に制限されないことを示す。
我々は、予想外の整数と分数周期でドライブの時間-翻訳対称性を破る高次および分数離散時間結晶を見出した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-28T18:00:01Z) - Taking the temperature of a pure quantum state [55.41644538483948]
温度は一見単純な概念で、量子物理学研究の最前線ではまだ深い疑問が浮かび上がっています。
本稿では,量子干渉による純状態の温度測定手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-30T18:18:37Z) - Bridging the Gap Between the Transient and the Steady State of a
Nonequilibrium Quantum System [58.720142291102135]
非平衡の多体量子系は、多体物理学のフロンティアの1つである。
直流電場における強相関電子に関する最近の研究は、系が連続した準熱状態を経て進化することを示した。
我々は、短時間の過渡計算を用いて遅延量を求める補間スキームを実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-04T06:23:01Z) - Probing eigenstate thermalization in quantum simulators via
fluctuation-dissipation relations [77.34726150561087]
固有状態熱化仮説(ETH)は、閉量子多体系の平衡へのアプローチの普遍的なメカニズムを提供する。
本稿では, ゆらぎ・散逸関係の出現を観測し, 量子シミュレータのフルETHを探索する理論に依存しない経路を提案する。
我々の研究は、量子シミュレータにおける熱化を特徴づける理論に依存しない方法を示し、凝縮物質ポンプ-プローブ実験をシミュレーションする方法を舗装する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-20T18:00:02Z) - Random multipolar driving: tunably slow heating through spectral
engineering [0.0]
我々は、$n-$multipolar sequenceによって駆動される量子多体系の加熱について研究する。
フェルミの黄金の指数に基づく単純な理論はこの振る舞いを説明できる。
駆動に周期性が欠如しているにもかかわらず、予熱状態は多角的な非平衡相をホストすることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-14T18:55:45Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。