二次量子Fourier変換を用いたプログラマブルハミルトニアン工学【JST・京大機械翻訳】

Wang Pei; Huang Zhijuan; Qiu Xingze; Li Xiaopeng

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202200695633258 整理番号：22P0328800

二次量子Fourier変換を用いたプログラマブルハミルトニアン工学【JST・京大機械翻訳】

Programmable Hamiltonian engineering with quadratic quantum Fourier transform

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発行年： 2022年04月08日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年10月31日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

※このプレプリント論文は学術誌に掲載済みです。なお、学術誌掲載の際には一部内容が変更されている可能性があります。

量子Fourier変換(QFT)は,量子アルゴリズムのための広く使われるビルディングブロックであり,そのスケーラブルな実装は,実験で挑戦的である。ここでは,光格子に閉じ込められた低温原子を考慮した二次量子Fourier変換(QQFT)のプロトコルを提案した。このQQFTは単一粒子部分空間におけるQFTと等価であり,全Hilbert空間において異なるユニタリー操作を生成する。このQQFTプロトコルを,最近開発したディジタルマイクロミラーデバイス技術によるプログラマブルレーザポテンシャルを用いて実装できることを示した。QQFTプロトコルはプログラマブルハミルトニアン工学を可能にし,ハミルトニアンモデルの量子シミュレーションを可能にし,従来のアプローチでは実現が困難である。このアプローチの柔軟性は,一次元Poincar’{e}結晶物理学と二次元トポロジーフラットバンドを量子シミュレーションすることにより実証し,QQFTプロトコルは,低温原子系の局所性にもかかわらず,必要な長距離トンネリングを効果的に生成する。2つの例における離散Poincarの{e}対称性とトポロジー特性は,それぞれ実験実現において潜在的に存在するある程度の雑音に対してロバスト性を持つことを見出した。このアプローチが,光学格子ベースのプログラム可能な量子シミュレーションのための広い機会を開くことが期待される。【JST・京大機械翻訳】

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