Black Hole and Quantum Information

黑洞与量子信息

• 批准号: 15540258
• 负责人: HOSOYA Akio
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15540258/
• 关键词: quantum comnutation; variational princinle; unitary transformation; mixed state; quantum brachistochrone equation; measurement; 量子宇宙; 幾何学; 特異点; ブラックホール; 量子力学; 最適時間発展; 相対論; 量子情報; 量子情報理論; 相対エントロピー; 量子宇宙論; 量子情報空間の計量; 測地線; 単調計量; 相補性; エンタン

We have given a general frame work to find an optimal quantum evolution for given initial final states in quantum mechanics in analogy to brachistochrone in classical mechanics. The formulation is based on variational principle, in which the Hamiltonian is regarded as a dynamical variable as well as the quantum state. The available Hamiltonian is constrained by natural law or experimental set-up etc and taken care of as the constraints. A few simple examples are demonstrated.This method is extended to the case of arbitrary initial state so as to be relevant to quantum computation. We demonstrated it in typical two qubit gates. To scale-up to many qubits, we have developed a powerful numerical methods. The method is extended to mixed state cases by using measurement. In some cases, the quantum trajectory which passes mixed state is more efficient.We hope our method is useful for quantum computation algorithm, quantum control and Making efficient quantum devices.

我们给出了一个类似经典力学中的速降线的一般框架，来寻找量子力学中给定初终态的最优量子演化。该公式是基于变分原理，其中的哈密顿量被视为动力学变量以及量子态。可用的哈密顿量受自然定律或实验设置等的约束，并作为约束来处理。文中给出了几个简单的例子，并将该方法推广到任意初态的情形，使之适用于量子计算。我们在典型的双量子比特门中演示了它。为了扩展到许多量子比特，我们开发了一种强大的数值方法。通过测量，将该方法推广到混合状态的情况。在某些情况下，通过混合态的量子轨道效率更高，希望我们的方法对量子计算算法、量子控制和高效量子器件的制作有一定的帮助。

项目成果

Time-optimal unitary operations

• DOI: 10.1103/physreva.75.042308
• 发表时间: 2006-08
• 期刊: Physical Review A
• 影响因子: 2.9
• 作者: A. Carlini;A. Hosoya;T. Koike;Y. Okudaira

Time-optimal quantum evolution

时间最优量子演化

• 发表时间: 2006
• 期刊: Phys. Rev. Lett.96
• 作者: Alberto Carlini;Akio Hosaya;Tatsuhiko Koike;Yosuke Okudaira
• 通讯作者: Yosuke Okudaira

Yosuke Okudaira Time Optimal Unitary Operations

Yosuke Okudaira 时间最优酉运算

• 发表时间: 2007
• 期刊: Phys.Rev.A 75
• 作者: Alberto Carlini;Akio Hosoya;Tatsuhiko Koike
• 通讯作者: Tatsuhiko Koike

International Conference on Quantum And Bioinformation

国际量子与生物信息会议

• 发表时间: 2007
• 作者: J.Hisano;M.Nagai;P.Paradisi;Quantum Brachistochrone
• 通讯作者: Quantum Brachistochrone

Yosuke Okudaira Time Optimal Quantum Evolution

Yosuke Okudaira 时间最优量子进化

• 发表时间: 2006
• 期刊: Phys.Rev.Lett.
• 作者: Alberto Carlini;Alcio Hosoya;Tatsuhiko Koike
• 通讯作者: Tatsuhiko Koike