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动态哈密顿工程的可编程量子模拟。 (英语) Zbl 1451.81168号

概述:量子模拟是量子信息处理器的一个很有前景的近期应用,它有可能只用几十个相互作用的量子比特来解决计算难题。最近,一系列实验平台展示了量子模拟应用于量子磁性、量子相变和相对论量子力学的基本功能。然而,在所有情况下,底层硬件的物理特性限制了可实现的粒子间交互,并对模拟器的多功能性形成了严重限制。为了扩大这些模拟设备的范围,我们开发了一套脉冲序列,允许用户有效地实现超出系统固有相互作用的平均哈密顿量。具体地说,该方法允许生成具有齐次现场项的所有对称耦合平移-变两体哈密顿量,该类包括所有自旋-(1/2)XYZ链,但广义为包括远距离联轴器。我们的工作建立在先前工作的基础上,证明了使用纠缠门和单量子比特单位都可以进行通用模拟。我们证明,确定实现任意哈密顿变换的酉脉冲序列的适当“程序”可以在这些脉冲序列定义的函数上表示为线性程序,在多项式时间内运行,并且可以有效地扩展硬件资源。我们的分析从电路模型量子信息扩展到绝热量子演化,这代表了泛函分析在量子信息领域应用的一个重要而广泛的成功。

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81页68 量子计算
81V70型 多体理论;量子霍尔效应
81页65 量子门
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