論文の概要: Quantum-controlled synthetic materials

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.06108v1
• Date: Thu, 05 Feb 2026 18:59:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-09 22:18:26.05623
• Title: Quantum-controlled synthetic materials
• Title（参考訳）: 量子制御型合成材料
• Authors: Andrei Vrajitoarea, Gabrielle Roberts, Kaden R. A. Hazzard, Jonathan Simon, David I. Schuster,
• Abstract要約: アナログシミュレーターにおける高忠実度多体進化とデジタルマシンの堅牢な制御と測定を融合する、変革的な機会である。 ここでは,Bose-Hubbard回路の格子ポテンシャル景観をアンシラ量子ビットで絡み合わせることで,合成量子材料のアナログ進化にディジタル量子制御を組み込む。 この研究は、量子コンピュータを(合成と固体の)量子物質で絡み合う可能性を示し、センシングと材料特性の優位性を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.1588988787085624
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Analog quantum simulators and digital quantum computers are two distinct paradigms driving near-term applications in modern quantum science, from probing many-body phenomena to identifying computational advantage over classical systems. A transformative opportunity on the horizon is merging the high-fidelity many-body evolution in analog simulators with the robust control and measurement of digital machines. Such a hybrid platform would unlock new capabilities in state preparation, characterization and dynamical control. Here, we embed digital quantum control in the analog evolution of a synthetic quantum material by entangling the lattice potential landscape of a Bose-Hubbard circuit with an ancilla qubit. This Hamiltonian-level control induces dynamics under a superposition of different lattice configurations and guides the many-body system to novel strongly-correlated states where different phases of matter coexist -- ordering photons into superpositions of solid and fluid eigenstates. Leveraging hybrid control modalities, we adiabatically introduce disorder to localize the photons into an entangled cat state and enhance its coherence using a many-body echo technique. This work illustrates the potential for entangling quantum computers with quantum matter -- synthetic and solid-state -- for advantage in sensing and materials characterization.
• Abstract（参考訳）: アナログ量子シミュレータとデジタル量子コンピュータは、2つの異なるパラダイムであり、現代の量子科学における短期的な応用を推進している。 水平線上での変革的な機会は、アナログシミュレータの高忠実度多体進化とデジタルマシンの堅牢な制御と測定を融合させることである。 このようなハイブリッドプラットフォームは、状態の準備、キャラクタリゼーション、動的制御における新しい機能を解放する。 ここでは,Bose-Hubbard回路の格子ポテンシャル景観をアンシラ量子ビットで絡み合わせることで,合成量子材料のアナログ進化にディジタル量子制御を組み込む。 このハミルトンレベルの制御は、異なる格子配置の重ね合わせの下で力学を誘導し、多体系を、異なる物質相が共存する新しい強い相関状態へと導く。 本研究は,多体エコー法を用いて,光子を絡み合った猫状態に局在させ,そのコヒーレンスを高めるために,ハイブリッド制御法を応用した。 この研究は、量子コンピュータを(合成と固体の)量子物質で絡み合う可能性を示し、センシングと材料特性の優位性を示す。

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