量子退火器的热力学
量子物理
2020-06-11 v2 统计力学
摘要
D-wave 处理器是一个部分可控的开放量子系统，它与周围环境（以热的形式）以及外部时变控制场（以功的形式）交换能量。尽管很少被这样看待，它是一台热力学机器。本文从热力学角度研究 D-Wave 量子退火器的性质。我们通过开放访问云服务器 Leap 在 D-Wave 2000Q 上进行了若干反向退火实验，旨在理解该机器执行的热操作类型，量化伴随的耗散程度，以及它交换的热和功的量。后者是一项具有挑战性的任务，因为实验上只能获取处理器中发生的总能量变化（即其接收的热与功之和）。然而，非平衡热力学的最新结果（即涨落定理和热力学不确定性关系）允许计算平均熵产生（量化耗散程度）以及平均热和功交换的下界。对所收集实验数据的分析表明：1）在反向退火过程中，D-Wave 处理器充当热加速器；2）其演化伴随横向场增大而增加的耗散。
引用
@article{arxiv.2003.02055,
title = {Thermodynamics of a Quantum Annealer},
author = {Lorenzo Buffoni and Michele Campisi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.02055},
year = {2020}
}
备注
6 pages, 7 figures