論文の概要: Programmable quantum simulation of anharmonic dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.04744v1
• Date: Thu, 05 Mar 2026 02:36:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-06 22:06:11.042133
• Title: Programmable quantum simulation of anharmonic dynamics
• Title（参考訳）: 無調波力学のプログラム可能な量子シミュレーション
• Authors: Cameron McGarry, Teerawat Chalermpusitarak, Kai Schwennicke, Frank Scuccimarra, Maverick J. Millican, Vassili G. Matsos, Christophe H. Valahu, Prachi Nagpal, Hon-Kwan Chan, Henry L. Nourse, Ivan Kassal, Ting Rei Tan,
• Abstract要約: 連続変数量子シミュレータは、物理と化学の多くの分野に関連するボゾン力学をシミュレートする経路を提供する。 本研究では, プログラム可能なCV-DV量子シミュレーションにより, トラップイオン系に実装した2重井戸ポテンシャルの非調和力学を実験的に実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: Continuous-variable-discrete-variable (CV-DV) quantum simulators offer a natural route to simulating bosonic dynamics relevant to many branches of physics and chemistry. However, programmable simulation of arbitrary dynamics is an outstanding challenge. In particular, simulating anharmonic dynamics, which is ubiquitous across the physical sciences, is challenging due to the highly harmonic nature of oscillators used in CV-DV simulators. Here, we experimentally demonstrate programmable CV-DV quantum simulation of anharmonic dynamics in a range of double-well potentials, implemented in a trapped-ion system. We synthesise the time-evolution operators using a bosonic-quantum-signal-processing subroutine, which allows the potential to be tuned between experiments by controlling classical experimental parameters. We observe coherent dynamics in various double-well potentials, where a wavepacket tunnels through the potential barrier, and we suppress this effect by programmatically introducing asymmetry.
• Abstract（参考訳）: 連続可変離散変数(CV-DV)量子シミュレータは、物理学や化学の多くの分野に関連するボゾン力学をシミュレートするための自然な経路を提供する。 しかし、任意の力学のプログラム可能なシミュレーションは際立った課題である。 特に, CV-DVシミュレータで使用する発振器の高調波特性のため, 物理科学の至るところに分布する非調和力学のシミュレーションは困難である。 そこで本研究では,トラップイオン系に実装された2重井戸ポテンシャルにおける非調和力学のプログラム可能なCV-DV量子シミュレーションを実験的に実証する。 我々は、ボソニック量子信号処理サブルーチンを用いて時間進化演算子を合成し、古典的な実験パラメータを制御することによって、実験間でポテンシャルを調整できるようにする。 我々は、波束が電位障壁を貫通する様々なダブルウェルポテンシャルのコヒーレントダイナミクスを観察し、非対称性をプログラム的に導入することでこの効果を抑える。

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