論文の概要: Quantum Liouvillian Tomography
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.10393v1
- Date: Mon, 14 Apr 2025 16:42:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-15 16:49:28.430245
- Title: Quantum Liouvillian Tomography
- Title（参考訳）: 量子イオビリアントモグラフィー
- Authors: Diogo Aguiar, Kristian Wold, Sergey Denisov, Pedro Ribeiro,
- Abstract要約: 我々は、時間連続量子力学における非マルコフ効果を捕捉し定量化するプロトコルであるQuantum Liouvillian Tomography (QLT)を紹介する。
我々は、合成データを用いてプロトコルをベンチマークし、ハミルトン、ジャンプ演算子、および2量子ビット系の散逸率の回復の精度を定量化する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1549572298362787
- License:
- Abstract: Characterization of near-term quantum computing platforms requires the ability to capture and quantify dissipative effects. This is an inherently challenging task, as these effects are multifaceted, spanning a broad spectrum from Markovian to strongly non-Markovian dynamics. We introduce Quantum Liouvillian Tomography (QLT), a protocol to capture and quantify non-Markovian effects in time-continuous quantum dynamics. The protocol leverages gradient-based quantum process tomography to reconstruct dynamical maps and utilizes regression over the derivatives of Pauli string probability distributions to extract the Liouvillian governing the dynamics. We benchmark the protocol using synthetic data and quantify its accuracy in recovering Hamiltonians, jump operators, and dissipation rates for two-qubit systems. Finally, we apply QLT to analyze the evolution of an idling two-qubit system implemented on a superconducting quantum platform to extract characteristics of Hamiltonian and dissipative components and, as a result, detect inherently non-Markovian dynamics. Our work introduces the first protocol capable of retrieving generators of generic open quantum evolution from experimental data, thus enabling more precise characterization of many-body non-Markovian effects in near-term quantum computing platforms.
- Abstract（参考訳）: 短期量子コンピューティングプラットフォームの特徴付けには、散逸効果をキャプチャして定量化する能力が必要である。
これは本質的に難しい課題であり、これらの効果はマルコフ力学から強非マルコフ力学まで幅広いスペクトルにまたがる多面体である。
我々は、時間連続量子力学における非マルコフ効果を捕捉し定量化するプロトコルであるQuantum Liouvillian Tomography (QLT)を紹介する。
このプロトコルは勾配に基づく量子プロセストモグラフィーを利用して動的マップを再構成し、パウリ弦確率分布の微分上の回帰を利用して、力学を支配しているリウヴィリア人を抽出する。
我々は、合成データを用いてプロトコルをベンチマークし、ハミルトン、ジャンプ演算子、および2量子ビット系の散逸率の回復の精度を定量化する。
最後に、超伝導量子プラットフォーム上に実装されたアイリング2量子ビット系の進化を分析して、ハミルトンおよび散逸成分の特性を抽出し、結果として本質的に非マルコフ力学を検出する。
本研究は、実験データから汎用的なオープン量子進化生成体を検索できる最初のプロトコルを導入し、短期量子コンピューティングプラットフォームにおける多体非マルコフ効果のより正確な評価を可能にする。
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