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量子网络中的哈密顿量模拟:高效方案与复杂度界限

Simulating Hamiltonians in Quantum Networks: Efficient Schemes and Complexity Bounds

Pawel Wocjan, Martin Roetteler, Dominik Janzing, Thomas Beth

AI总结:

研究n节点量子网络中对相互作用哈密顿量的模拟,通过局部控制序列实现任意对相互作用模拟,提出基于正交阵列的解耦与时间反转方案及谱优化条件,并针对谐振子系统给出最优反转方案。

摘要:

我们解决了在n节点量子网络中模拟对相互作用哈密顿量的问题,其中子系统具有任意的、可能不同的维度。我们证明,通过应用适当的局部控制序列,任何对相互作用都可以用来模拟任何其他对相互作用。解耦和时间反转的高效方案可以从正交阵列中构造。时间最优模拟的条件以表征耦合参数的矩阵的谱优化来表述。此外,我们考虑了一个具有双线性相互作用的n个谐振子的特定系统。在这种情况下,可以使用差分方案的组合概念有效地实现解耦。对于这种类型的相互作用,我们提出了用于反转的最优方案。

英文摘要:

We address the problem of simulating pair-interaction Hamiltonians in n node quantum networks where the subsystems have arbitrary, possibly different, dimensions. We show that any pair-interaction can be used to simulate any other by applying sequences of appropriate local control sequences. Efficient schemes for decoupling and time reversal can be constructed from orthogonal arrays. Conditions on time optimal simulation are formulated in terms of spectral majorization of matrices characterizing the coupling parameters. Moreover, we consider a specific system of n harmonic oscillators with bilinear interaction. In this case, decoupling can efficiently be achieved using the combinatorial concept of difference schemes. For this type of interactions we present optimal schemes for inversion.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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