Konsep Inti
本文提出了一種基於超對稱理論的量子閘設計方法,利用超對稱夥伴提供的額外場域來擴展希爾伯特空間維度,並通過控制超對稱夥伴的真空期望值來設計酉閘和 TPCP 映射,實現對量子系統更精確的操控。
Abstrak
基於費曼路徑積分和 TPCP 映射優化的超對稱驅動量子閘設計
本文提出了一種基於超對稱理論的量子閘設計方法,利用超對稱夥伴提供的額外場域來擴展希爾伯特空間維度,並通過控制超對稱夥伴的真空期望值來設計酉閘和 TPCP 映射。
研究目標
利用超對稱性擴展希爾伯特空間維度,以設計更複雜的量子閘。
利用物理學中的對稱性破缺作為提供控制參數的自然方法來設計閘。
通過對不可觀察場進行平均來設計 TPCP 映射,以模擬量子噪聲存在下的系統演化。
在超對稱理論中,通過控制規範場超對稱夥伴的真空期望值,使可觀察規範場的動力學遵循所需的酉閘族。
方法
使用手性超場描述物質,使用非阿貝爾規範超場描述物質超場相互作用中交換的粒子,建立超對稱作用量和超對稱哈密頓量。
通過路徑積分消除輔助場,得到包含控制參數的有效拉格朗日密度。
利用時間無關微擾理論和量子諧振子理論計算諧振子的近似本徵函數和能量本徵值。
利用時間相關微擾理論計算擾動系統的近似演化算符。
通過控制時間變化的參數,使設計的酉閘與目標酉閘之間的Frobenius範數最小化。
主要結論
超對稱理論可以為量子閘設計提供新的思路和方法。
通過控制超對稱夥伴的真空期望值,可以設計出具有更高精度和效率的量子閘。
TPCP 映射可以有效地模擬量子噪聲存在下的系統演化。
意義
本文提出的方法為量子計算提供了一種新的量子閘設計思路,有助於推動量子計算技術的發展。
本文的研究結果為量子系統的模擬和控制提供了新的方法,有助於加深對量子現象的理解。
局限性和未來研究方向
本文僅考慮了超對稱理論中最簡單的模型,未來可以進一步研究更複雜的模型。
本文提出的方法需要精確控制超對稱夥伴的真空期望值,這在實驗上可能存在挑戰。