量子デバイスの挙動を予測する新しい手法は、量子技術の実世界への応用に不可欠なツールとなる A new method for predicting the behavior of quantum devices provides a crucial tool for real-world applications of quantum technology
2023-03-08 フィンランド・アールト大学
量子システムの多体量子相関は、量子コンピューターや量子センサーの重要な特性の基盤となるため、その理解と予測は重要である。しかし、これまで、物質が外部環境に接続された場合の量子相関の予測は困難であった。今回の研究は、外部システムに量子デバイスを接続することが、正しい状況下では有効であることを示し、情報が漏洩しない量子システムを構築する方法を提供する可能性がある。研究チームは、24の相互作用するキュービットを持つシステムのトポロジカル励起を示し、現実的な条件下での量子材料や量子デバイスの理論的設計に役立つ新しい理論的手法を提供した。
＜関連情報＞
- https://www.aalto.fi/en/news/researchers-take-a-step-towards-turning-interactions-that-normally-ruin-quantum-information-into-a
- https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.100401
一般化カーネル多項式アルゴリズムによる非エルミティアンスピン鎖のトポロジカルスピン励起 Topological Spin Excitations in Non-Hermitian Spin Chains with a Generalized Kernel Polynomial Algorithm
Guangze Chen, Fei Song and Jose L. Lado
Physical Review Letters Published 7 March 2023
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.100401
ABSTRACT
Spectral functions of non-Hermitian Hamiltonians can reveal the existence of topologically nontrivial line gaps and the associated topological edge modes. However, the computation of spectral functions in a non-Hermitian many-body system remains an open challenge. Here, we put forward a numerical approach to compute spectral functions of a non-Hermitian many-body Hamiltonian based on the kernel polynomial method and the matrix-product state formalism. We show that the local spectral functions computed with our algorithm reveal topological spin excitations in a non-Hermitian spin model, faithfully reflecting the nontrivial line gap topology in a many-body model. We further show that the algorithm works in the presence of the non-Hermitian skin effect. Our method offers an efficient way to compute local spectral functions in non-Hermitian many-body systems with tensor networks, allowing us to characterize line gap topology in non-Hermitian quantum many-body models.
