腔量子电动力学的数字量子模拟：来自超导和离子阱量子测试平台的认识
量子物理
2024-12-24 v3
摘要
我们探索了量子硬件混合开发的潜力，其中当前可用的量子计算机模拟开放腔量子电动力学(CQED)系统，用于光量子通信、模拟和计算。我们的模拟利用了一个最近的量子算法，该算法映射了包含N个原子耦合到有损腔的单激发开放Tavis-Cummings模型的动力学。我们报告了在两个含噪中等规模量子计算机（一个超导处理器和一个离子阱处理器）上执行该算法的结果，以模拟具有N=3个原子的开放CQED系统的布居动力学。通过应用特定于技术的转译和误差缓解技术，我们最小化了每个硬件平台上门误差、噪声和退相干的影响，获得了与系统精确解非常一致的结果。这些结果可作为在当代和未来量子计算机上高效且特定于平台的腔-发射器系统量子模拟的配方。
引用
@article{arxiv.2404.03861,
title = {Digital Quantum Simulation of Cavity Quantum Electrodynamics: Insights from Superconducting and Trapped Ion Quantum Testbeds},
author = {Alex H. Rubin and Brian Marinelli and Victoria A. Norman and Zainab Rizvi and Ashlyn D. Burch and Ravi K. Naik and John Mark Kreikebaum and Matthew N. H. Chow and Daniel S. Lobser and Melissa C. Revelle and Christopher G. Yale and Megan Ivory and David I. Santiago and Christopher Spitzer and Marina Krstic-Marinkovic and Susan M. Clark and Irfan Siddiqi and Marina Radulaski},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.03861},
year = {2024}
}
备注
14 pages, 15 figures