論文の概要: Engineering of non-Hermitian interactions in digital qudit quantum simulators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.27424v1
- Date: Thu, 25 Jun 2026 18:00:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-29 18:24:25.280876
- Title: Engineering of non-Hermitian interactions in digital qudit quantum simulators
- Title（参考訳）: デジタルキューディット量子シミュレータにおける非エルミート相互作用の工学
- Abstract要約: 一次元の四重項鎖が一次元射影的進化する過程のダイナミクスについて研究する。
我々は、観測されたクォートリットの進化を好ましくは非エルミート的ハミルトニアンに結びつける解析的関係を導出する。
我々のスキームは、相互作用する非エルミート多体ハミルトニアンの大きなクラスを実現するための建設的な経路を提供する。
- 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: Non-Hermitian Hamiltonians are a fascinating class of many-body models that describe the effective dynamics of quantum systems interacting with the environment through particle, energy, or information exchange. Although their theoretical framework is well established, the controlled engineering of such Hamiltonians in the context of quantum simulations remains challenging, even more so when the non-Hermitian part describes a $k$-body interaction. Qudit quantum simulators offer a compelling framework to implement such models. We theoretically investigate the dynamics of a one-dimensional chain of qudits undergoing hybrid unitary-projective evolution, where suitably designed measurements constrain the dynamics to a Zeno subspace. As we illustrate for the case of qutrits, within the Zeno subspace the dynamics is governed by an effective non-Hermitian Hamiltonian for an ensemble of pseudo-spins $1/2$, which can inherit non-Hermitian two-body interactions with the same connectivity as the full qutrit chain. We derive an analytical relation linking the monitored qutrits' evolution to a desired target non-Hermitian Hamiltonian and validate the effective description through numerical simulations of a representative model. Our scheme provides a constructive route for the realization of a large class of interacting non-Hermitian many-body Hamiltonians in experimentally relevant multilevel quantum platforms, including trapped ions and superconducting circuits.
- Abstract（参考訳）: 非エルミート・ハミルトニアン(Non-Hermitian Hamiltonian)は、粒子、エネルギー、情報交換を通じて環境と相互作用する量子系の効果的な力学を記述する、多体モデルの魅力的なクラスである。
彼らの理論的な枠組みは確立されているが、量子シミュレーションの文脈におけるそのようなハミルトンの制御工学は依然として困難であり、非エルミート的部分は$k$-bodyの相互作用を記述している。
量子シミュレータはそのようなモデルを実装するための魅力的なフレームワークを提供する。
一次元の四重項列がハイブリッドな一元射影的進化を進行する過程の力学を理論的に研究し、そこで適切な設計により、その力学をゼノ部分空間に制約する。
クエトリットの場合、ゼノ部分空間内では、動力学は擬スピン1/2$のアンサンブルに対して有効でないハミルトニアン(英語版)によって支配され、フルクエトリト鎖と同じ接続を持つ非エルミート的2体相互作用を継承することができる。
我々は、観測されたクォートリットの進化を所望の目標である非エルミート・ハミルトニアンに結びつける解析的関係を導出し、代表モデルの数値シミュレーションにより有効記述を検証する。
提案手法は, トラップイオンや超伝導回路を含む多層量子プラットフォームにおいて, 相互作用する非エルミート多体ハミルトニアンの多層化を実現するための構成的経路を提供する。
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