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囚禁离子中自旋模型的数字-模拟量子模拟

Digital-Analog Quantum Simulation of Spin Models in Trapped Ions.

作者信息

Arrazola Iñigo, Pedernales Julen S, Lamata Lucas, Solano Enrique

机构信息

Department of Physical Chemistry, University of the Basque Country UPV/EHU, Apartado 644, 48080 Bilbao, Spain.

IKERBASQUE, Basque Foundation for Science, Maria Diaz de Haro 3, 48013 Bilbao, Spain.

出版信息

Sci Rep. 2016 Jul 29;6:30534. doi: 10.1038/srep30534.

DOI:10.1038/srep30534
PMID:27470970
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4965796/
Abstract

We propose a method to simulate spin models in trapped ions using a digital-analog approach, consisting in a suitable gate decomposition in terms of analog blocks and digital steps. In this way, we show that the quantum dynamics of an enhanced variety of spin models could be implemented with substantially less number of gates than a fully digital approach. Typically, analog blocks are built of multipartite dynamics providing the complexity of the simulated model, while the digital steps are local operations bringing versatility to it. Finally, we describe a possible experimental implementation in trapped-ion technologies.

摘要

我们提出了一种使用数模方法在囚禁离子中模拟自旋模型的方法,该方法包括根据模拟块和数字步骤进行适当的门分解。通过这种方式,我们表明,与全数字方法相比,多种增强型自旋模型的量子动力学可以用少得多的门来实现。通常,模拟块由提供模拟模型复杂性的多体动力学构建而成,而数字步骤则是为其带来通用性的局部操作。最后,我们描述了在囚禁离子技术中一种可能的实验实现方式。

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