通过模拟量子二聚体模型构建用于拓扑保护量子计算的奇异相
其他凝聚态物理
2008-07-03 v2 强关联电子
摘要
我们使用非微扰扩展收缩重正化（ENCORE）方法来设计量子器件，以实现在三角晶格上由有效量子二聚体模型描述的拓扑保护量子比特。通过调节器件的耦合，如果有效二聚体相互作用与翻转振幅之比位于量子二聚体模型相图的液相中，则可能实现拓扑保护。对于基于量子约瑟夫森结阵列的方案 [L. B. Ioffe 等人，Nature (London) 415, 503 (2002)]，我们的结果表明，只有包含标准量子二聚体模型中不存在且涉及三个或四个二聚体的额外相互作用和二聚体翻转时，才能获得低于 1 mK 的最佳工作温度。目前尚不清楚量子二聚体哈密顿量中的这些额外项是否会破坏量子计算所需的液相。最小化多二聚体项的影响需要纳开尔文量级的能量尺度。我们还讨论了另一种基于装载到光晶格中的冷原子或分子气体的实现方案，并表明所涉及的小能量尺度意味着较长的操作时间，使得此类器件不切实际。鉴于器件中裸耦合与拓扑能隙之间存在多个数量级的差异，在量子器件中实现拓扑相需要精心设计和较大的裸相互作用尺度。
引用
@article{arxiv.0708.0191,
title = {Engineering exotic phases for topologically-protected quantum computation by emulating quantum dimer models},
author = {A. Fabricio Albuquerque and Helmut G. Katzgraber and Matthias Troyer and Gianni Blatter},
journal= {arXiv preprint arXiv:0708.0191},
year = {2008}
}
评论
12 pages, 10 figures