高纠缠量子系统的逆哈密顿量设计
强关联电子
2024-08-20 v1 量子物理
摘要
求解逆问题以识别具有所需性质的哈密顿量，有望发现基本原理。在量子系统中，量子纠缠不仅在表征量子性质方面起着关键作用，也是发展量子计算等量子技术的关键。然而，量子纠缠的设计原则尚待阐明。在此，我们将使用自动微分的逆设计框架应用于量子自旋系统，旨在构建具有大量子纠缠的哈密顿量。我们表明，该方法在蜂窝晶格和正方 - 八边形晶格上自动找到了具有键依赖各向异性相互作用的 Kitaev 模型，其基态为量子自旋液体。在具有几何阻挫的三角晶格和枫叶晶格上，它生成了大量具有空间非均匀相互作用的解，而不是收敛于特定模型，但这仍有助于构建前所未有的模型。对比研究表明，即使在具有几何阻挫的系统中，键依赖各向异性相互作用而非各向同性海森堡相互作用也能放大量子纠缠。本研究为自动设计具有所需量子性质和功能的新量子系统铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2402.15802,
title = {Inverse Hamiltonian design of highly-entangled quantum systems},
author = {Koji Inui and Yukitoshi Motome},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.15802},
year = {2024}
}