Fra mangekropps- til mangegangsfysikk med Gregory AL White

Et interessant foredrag om kvantekorrelasjoner og hvordan de forholder seg til kvanteberegning.

Abstrakt:

Kvantekorrelasjoner i tid har en overraskende lik struktur som romlige kvantekorrelasjoner, formelt relatert via Choi-Jamiolkowski-isomorfismen. Som en konsekvens er flertidsprosesser utstyrt med samme rikdom som mangekroppsfysikk, inkludert tidsmessig sammenfiltring og veldefinerte kausale strukturer. Vi kaller dette "mangetidsfysikk" og viser hvordan det naturlig oppstår i sammenhenger med støyende kvantedynamikk til enheter og mer generelle ikke-Markovske åpne kvantesystemer. Vi utvikler en familie med verktøy for tilgang til mangegangsfysikk på kvanteinformasjonsprosessorer, som deretter demonstreres på IBM Quantum-enheter. Vi utforsker strukturen til tidsmessige korrelasjoner, og viser hvordan de kan manipuleres enten for å produsere en mer kompleks prosess, eller for å fjerne støy i en enhet. Til å begynne med vurderer vi kortdistanse mikroskopiske egenskaper, for eksempel ekte flertidsforviklinger og estimatorer for ikke-markovisk minne. Deretter, ved å tilpasse klassisk skyggetomografi til det tidsmessige domenet, får vi tilgang til makroskopiske prosessfunksjoner som langdistansekorrelasjoner og en tensornettverksrepresentasjon av en 20-trinns prosess. Vi viser at vi kan validere modellen vår ved nøyaktig å forutsi resultatene av midtkretsmålinger for tilfeldige kretssekvenser. Våre teknikker er relevante for generiske kvantestokastiske dynamiske prosesser, med et omfang som spenner over kondensert materiefysikk, kvantebiologi og dybdediagnostikk av NISQ-tidens kvanteenheter.

[Innebygd innhold]