論文の概要: Programmable generation of arbitrary continuous-variable anharmonicities and nonlinear couplings

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.22286v1
• Date: Thu, 27 Nov 2025 10:11:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-01 19:47:55.500645
• Title: Programmable generation of arbitrary continuous-variable anharmonicities and nonlinear couplings
• Title（参考訳）: 任意の連続変数不調和性と非線形結合のプログラム生成
• Authors: Teerawat Chalermpusitarak, Kai Schwennicke, Ivan Kassal, Ting Rei Tan,
• Abstract要約: 本稿では,単一モードと多モードモードの両方に適用可能な任意の非ガウス演算を実装する手法を提案する。 本プロトコルは,幅広いCV現象の直接シミュレーションを可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Harmonic oscillators are promising continuous-variable (CV) quantum resources because their infinite-dimensional Hilbert spaces allow for resource-efficient quantum computing and simulation. To reach their full potential, CV platforms need to be able to efficiently implement non-Gaussian operations. However, schemes for generating arbitrary non-Gaussian operations are restricted to single modes, i.e., the implementation of anharmonic potentials. Here, we introduce a method for implementing arbitrary non-Gaussian operations applicable to both single- and multi-mode systems, allowing the generation of both anharmonicities and nonlinear multi-mode couplings. Our method synthesizes a target Hamiltonian by decomposing it into a Fourier series whose terms are implemented via bosonic quantum signal processing, which uses a discrete-variable (DV) system to induce a nonlinearity in the CV system. Our hybrid CV-DV protocol allows for the direct simulation of a broad range of CV phenomena (such as those in lattice gauge theory, chemical dynamics, and quantum chaos) and provides a richer toolbox for CV circuit compilation.
• Abstract（参考訳）: 高調波発振器は、無限次元ヒルベルト空間が資源効率のよい量子計算とシミュレーションを可能にするため、連続可変(CV)量子資源を約束している。 彼らの潜在能力を最大限に発揮するためには、CVプラットフォームは非ガウス的操作を効率的に実装する必要がある。 しかし、任意の非ガウス演算を生成するスキームは単一のモード、すなわち非調和ポテンシャルの実装に制限される。 本稿では、単モード系と多モード系の両方に適用可能な任意の非ガウス演算を実装し、非調和性および非線形多モード結合の生成を可能にする方法を提案する。 本手法は, 離散可変(DV)システムを用いて, CVシステムの非線形性を誘導する, ボソニック量子信号処理により項を実装したフーリエ級数に分解して, ターゲットハミルトンを合成する。 我々のハイブリッドCV-DVプロトコルは、格子ゲージ理論、化学力学、量子カオスなど、幅広いCV現象の直接シミュレーションを可能にし、CV回路コンパイルのためのよりリッチなツールボックスを提供する。

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