論文の概要: Fermionic Hamiltonian engineering with local control

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.17158v1
• Date: Mon, 15 Jun 2026 18:00:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-17 17:15:32.083094
• Title: Fermionic Hamiltonian engineering with local control
• Title（参考訳）: 局所制御をもつフェルミオンハミルトニアン工学
• Authors: Özgün Kum, Matthias Zipper, Ludwig Mathey, Martin Kliesch,
• Abstract要約: 我々は、ハミルトニアン系の下での共役自由進化に基づくフェルミオンハミルトニアン工学の新しい枠組みを導入する。 任意の複雑なトンネル係数が、基礎となるハミルトニアン系の接続性によってのみ制約されることを示す。
• 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: Quantum simulators enable the exploration of complex quantum phenomena in condensed-matter systems by reproducing their dynamics on controllable quantum devices. However, experimental constraints often restrict the class of Hamiltonians that can be realized natively. Hamiltonian engineering addresses this limitation by expanding the set of accessible target Hamiltonians from a fixed system Hamiltonian defined by the hardware. We introduce a new framework for fermionic Hamiltonian engineering based on conjugating free evolution under the system Hamiltonian with sequences of experimentally feasible local fermionic unitaries. The required sequences and free-evolution times are obtained efficiently via a linear program. By interleaving system evolution with these local unitaries, our method realizes effective time evolution under a broad class of target Hamiltonians, with intrinsic robustness to finite-pulse-time errors. In particular, we demonstrate that arbitrary complex tunnelling coefficients can be realized, constrained only by the connectivity of the underlying system Hamiltonian. We illustrate this capability by engineering the dynamics of the non-interacting Harper-Hofstadter model on a 1088-mode lattice and an interacting Fermi-Hubbard chain with complex tunnelling coefficients. By construction, our approach avoids the continuous energy absorption inherent to Floquet engineering.
• Abstract（参考訳）: 量子シミュレータは、制御可能な量子デバイス上でそれらのダイナミクスを再現することにより、凝縮マター系における複雑な量子現象の探索を可能にする。 しかし、実験的な制約はしばしば、ネイティブに実現可能なハミルトン群のクラスを制限する。 ハミルトニアン工学は、ハードウェアによって定義された固定系ハミルトニアンからアクセス可能なターゲットハミルトニアンの集合を拡張することで、この制限に対処する。 実験可能な局所フェルミオンユニタリの配列を持つハミルトニアン系の下での共役自由進化に基づくフェルミオンハミルトニアン工学の新しい枠組みを導入する。 必要シーケンスと自由進化時間は、線形プログラムを介して効率よく得られる。 系の進化をこれらの局所的ユニタリとインターリーブすることにより,有限パルス時間誤差に対する本質的な頑健性を持つ広い対象ハミルトニアンの時間進化を実現する。 特に、基礎となるハミルトニアン系の接続性によってのみ制約される任意の複素トンネル係数が実現可能であることを実証する。 複雑なトンネル係数を持つ1088モード格子と相互作用するフェルミ・ハバード鎖上の非相互作用ハーパー・ホフスタッターモデルの力学を工学的に説明して、この能力を解説する。 提案手法は, Floquet 工学に固有の連続的なエネルギー吸収を回避する。

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