非对称噪声下相互作用量子比特的纠缠与复杂性
量子物理
2020-10-14 v1
摘要
预测离域多体量子系统时间演化的模拟复杂性近来备受关注，而在此类系统的真实量子硬件上进行模拟，是展示量子相对于经典机器之优势的有前景途径。在这些方案中，随机噪声是必须克服以进行忠实模拟的障碍，单次错误事件就足以将系统驱动至经典平凡态。我们认为情况未必总是如此，并考虑对一项主流量子采样问题——transmon 量子比特相互作用 Bose-Hubbard 链中的时间演化 [Neill 等, Science 2018]——的修正，其中链上每个位点都与一个耗散谐振腔有驱动耦合，且粒子数不再守恒。由此产生的量子动力学复杂且高度非平凡。我们认为该问题比孤立链更难模拟，并且即便在强噪声极限下也能实现体积律纠缠，很可能持续至超出经典模拟能力的系统规模。此外，我们表明那些对孤立链暗示经典难解性的度量指标，在含噪声情形下也指向类似结论。这些结果表明，包含非平凡噪声的量子采样问题可能是近期硬件中展示量子优势的良好候选。
引用
@article{arxiv.1905.01792,
title = {Entanglement and complexity of interacting qubits subject to asymmetric noise},
author = {Eliot Kapit and Pedram Roushan and Charles Neill and Sergio Boixo and Vadim Smelyanskiy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.01792},
year = {2020}
}
备注
20 pages, 15 figures