論文の概要: Avoided crossings in spin-boson systems: consequences for adiabatic state preparation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.29858v1
- Date: Thu, 24 Sep 2026 14:20:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-25 21:10:09.994759
- Title: Avoided crossings in spin-boson systems: consequences for adiabatic state preparation
- Title(参考訳): スピンボソン系における回避的交差--断熱的状態準備の結果
- Abstract要約: 以上の結果から,多体間隔の小さい地域は,断面積の回避に関係し,断水的準備に強い制約が課されることが示唆された。
これらの結果は、オープン量子システムの理論的処理と量子シミュレーションと量子ビット制御の実践的な実装の両方のための具体的なベンチマークを提供することができる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Avoided crossings in the correlated many-body spectrum play a central role in determining the conditions for adiabatic state preparation in interacting quantum systems. We investigate this connection in finite spin-boson systems by combining exact diagonalization of the many-body spectrum with time-dependent simulations of adiabatic switching protocols. By comparing the adiabatically prepared state with the exact ground state, we determine the switching times required for reliable preparation as a function of the spin-boson coupling strength and bosonic mode structure. We show that regions of small many-body level spacings, associated with avoided crossings, impose the strongest constraints on adiabatic preparation and explain the observed dependence of the required switching times on the interaction strength. Furthermore, while the ground-state energy follows the overall spectral trends, local observables such as Pauli matrix expectation values exhibit additional non-monotonic behavior arising from coherent oscillations in finite systems. These findings can provide concrete benchmarks for both the theoretical treatment of open quantum systems and practical implementations in quantum simulation and qubit control.
- Abstract(参考訳): 相関多体スペクトルにおける回避された交差は、相互作用量子系における断熱状態の準備条件を決定する上で中心的な役割を果たす。
我々は、多体スペクトルの正確な対角化と断熱スイッチングプロトコルの時間依存シミュレーションを組み合わせることで、有限スピンボソン系におけるこの接続について検討する。
断熱的に調製された状態と正確な基底状態を比較することにより、スピン-ボソン結合強度とボソニックモード構造の関数として信頼性の高い準備に必要な切替時間を決定する。
本研究は, 交差回避に伴う多体間隔の小さい領域において, 断熱処理に強い制約を課し, 相互作用強度に対する所要切換時間の影響を説明できることを示した。
さらに、基底状態のエネルギーはスペクトルの全体的な傾向に従うが、パウリ行列期待値のような局所的な観測値は、有限系のコヒーレント振動による追加の非単調な振る舞いを示す。
これらの結果は、オープン量子システムの理論的処理と量子シミュレーションと量子ビット制御の実践的な実装の両方のための具体的なベンチマークを提供することができる。
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