Od fizyki wielu ciał do fizyki wielu przypadków z Gregory AL White

Ciekawa rozmowa na temat korelacji kwantowych i ich związku z obliczeniami kwantowymi.

Abstrakcyjny:

Korelacje kwantowe w czasie mają zaskakująco podobną strukturę jak przestrzenne korelacje kwantowe, formalnie powiązane izomorfizmem Choi-Jamiółkowskiego. W konsekwencji procesy wieloczasowe są obdarzone tym samym bogactwem, co fizyka wielu ciał, w tym splątanie czasowe i dobrze zdefiniowane struktury przyczynowe. Nazywamy to „fizyką wielokrotności” i pokazujemy, jak naturalnie pojawia się ona w kontekście zaszumionej dynamiki kwantowej urządzeń i ogólniejszych niemarkowskich otwartych układów kwantowych. Opracowujemy rodzinę narzędzi umożliwiających dostęp do wielokrotnej fizyki na kwantowych procesorach informacji, które następnie są demonstrowane na urządzeniach IBM Quantum. Badamy strukturę korelacji czasowych i pokazujemy, jak można nimi manipulować w celu stworzenia bardziej złożonego procesu lub usunięcia szumu w urządzeniu. Na początku rozważamy właściwości mikroskopowe bliskiego zasięgu, takie jak prawdziwe splątanie wieloczasowe i estymatory pamięci niemarkowskiej. Następnie, dostosowując klasyczną tomografię cieni do domeny czasowej, uzyskujemy dostęp do makroskopowych cech procesu, takich jak korelacje dalekiego zasięgu i reprezentacja sieci tensorowej 20-etapowego procesu. Pokazujemy, że możemy zweryfikować nasz model, dokładnie przewidując wyniki pomiarów w połowie obwodu dla losowych sekwencji obwodów. Nasze techniki odnoszą się do ogólnych kwantowych stochastycznych procesów dynamicznych, a ich zakres obejmuje fizykę materii skondensowanej, biologię kwantową i dogłębną diagnostykę urządzeń kwantowych z epoki NISQ.

[Osadzone treści]