Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Ultrafast critical ground state preparation via bang-bang protocols

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989592%3A15310%2F20%3A73601839" target="_blank" >RIV/61989592:15310/20:73601839 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/abb1df/pdf" target="_blank" >https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/abb1df/pdf</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1088/1367-2630/abb1df" target="_blank" >10.1088/1367-2630/abb1df</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Ultrafast critical ground state preparation via bang-bang protocols

  • Popis výsledku v původním jazyce

    The fast and faithful preparation of the ground state of quantum systems is a challenging but crucial task for several applications in the realm of quantum-based technologies. Decoherence limits the maximum time-window allowed to an experiment to faithfully achieve such desired states. This is of particular significance in systems featuring a quantum phase transition, where the vanishing energy gap challenges an adiabatic ground state preparation. We show that a bang-bang protocol, consisting of a time evolution under two different values of an externally tunable parameter, allows for a high-fidelity ground state preparation in evolution times no longer than those required by the application of standard optimal control techniques, such as the chopped-random basis quantum optimization. In addition, owing to their reduced number of variables, such bang-bang protocols are very well suited to optimization tasks, reducing the high computational cost of other optimal control protocols. We benchmark the performance of such approach through two paradigmatic models, namely the Landau-Zener and the Lipkin-Meshkov-Glick model. Remarkably, we find that the critical ground state of the latter model, i.e. its ground state at the critical point, can be prepared with a high fidelity in a total evolution time that scales slower than the inverse of the vanishing energy gap.

  • Název v anglickém jazyce

    Ultrafast critical ground state preparation via bang-bang protocols

  • Popis výsledku anglicky

    The fast and faithful preparation of the ground state of quantum systems is a challenging but crucial task for several applications in the realm of quantum-based technologies. Decoherence limits the maximum time-window allowed to an experiment to faithfully achieve such desired states. This is of particular significance in systems featuring a quantum phase transition, where the vanishing energy gap challenges an adiabatic ground state preparation. We show that a bang-bang protocol, consisting of a time evolution under two different values of an externally tunable parameter, allows for a high-fidelity ground state preparation in evolution times no longer than those required by the application of standard optimal control techniques, such as the chopped-random basis quantum optimization. In addition, owing to their reduced number of variables, such bang-bang protocols are very well suited to optimization tasks, reducing the high computational cost of other optimal control protocols. We benchmark the performance of such approach through two paradigmatic models, namely the Landau-Zener and the Lipkin-Meshkov-Glick model. Remarkably, we find that the critical ground state of the latter model, i.e. its ground state at the critical point, can be prepared with a high fidelity in a total evolution time that scales slower than the inverse of the vanishing energy gap.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10306 - Optics (including laser optics and quantum optics)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

  • Návaznosti

    I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2020

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    New Journal of Physics

  • ISSN

    1367-2630

  • e-ISSN

  • Svazek periodika

    22

  • Číslo periodika v rámci svazku

    9

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    12

  • Strana od-do

    " 093050-1"-" 093050-12"

  • Kód UT WoS článku

    000574556700001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85091629600