論文の概要: Non-Perturbative Topological Gadgets for Many-Body Coupling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.05323v1
- Date: Thu, 05 Jun 2025 17:57:32 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-06 21:53:49.889306
- Title: Non-Perturbative Topological Gadgets for Many-Body Coupling
- Title(参考訳): マルチボディカップリングのための非摂動型トポロジカルガジェット
- Authors: David Headley, Nicholas Chancellor,
- Abstract要約: 非摂動ガジェットのクラスは、トポロジカル欠陥部分空間の奇均一性を利用して高次多体相互作用を生成できる。
概念的単純さから,これが論文の主眼となるが,2体結合のみで構築されたシステムが存在する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.6906005491572401
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Continuous-time quantum hardware implementations generally lack the native capability to implement high-order terms that would facilitate efficient compilation of quantum algorithms. This limitation has, in part, motivated the development of perturbative gadgets -- multi-qubit constructions used to effect a desired Hamiltonian using engineered low-energy subspaces of a larger system constructed using simpler, usually two-body, primitives. In this work, we demonstrate how a class of non-perturbative gadgets can produce high-order multi-body interactions by taking advantage of the odd-even properties of topological defect subspaces. The simplest example is based on domain-wall defects forming an effective Ising spin-chain based on three-body coupling with linear connectivity, alongside three-, or five-body driving terms depending on the intended use. Although this will be the main focus of the paper due to conceptual simplicity, there exist systems constructed with only two-body couplings where the boundaries determine whether there are an odd or even number of defects, namely ice-like systems which may yield more complex gadget-like constructions.
- Abstract(参考訳): 連続時間量子ハードウェアの実装は一般に、量子アルゴリズムの効率的なコンパイルを容易にする高次項を実装するネイティブ機能に欠ける。
この制限は、部分的には摂動ガジェットの開発を動機付けている ― より単純で通常は2体で原始的なシステムで構築されたより大きなシステムの低エネルギー部分空間を工学的に利用して、希望するハミルトン派に効果を与えるために使われる多ビット構造である。
本研究では,位相的欠陥部分空間の奇不均一性を利用して,非摂動ガジェットのクラスが高次多体相互作用をいかに生み出すかを示す。
最も単純な例は、意図した用途に応じて3体または5体駆動用語とともに、線形接続と3体結合した効果的なIsingスピンチェーンを形成するドメインウォール欠陥に基づいている。
概念的単純さから、この論文の主眼はここにあるが、境界が奇数か偶数かを判断する2体結合で構築されたシステムが存在する。
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