Вариационные алгоритмы спинового выжимания на программируемых квантовых сенсорах

Массивы атомов, удерживаемых в оптических пинцетах, сочетают свойства программируемых аналоговых квантовых симуляторов и атомных квантовых сенсоров. В данной работе мы предлагаем вариационные квантовые алгоритмы, адаптированные для массивов атомов в оптических пинцетах, функционирующих как программируемые квантовые сенсоры и способных по требованию генерировать запутанные состояния для прецизионной метрологии. Схема предназначена для повышения метрологической эффективности посредством оптимизации в контуре обратной связи непосредственно на самом квантовом устройстве, что позволяет подготавливать наилучшие запутанные состояния с учетом доступных квантовых ресурсов. Мы применяем наши идеи к генерации спин-сжатых состояний в массивах атомов Sr в оптических пинцетах, где взаимодействия конечного радиуса создаются посредством ридберговского одевания. Ожидается, что сложность экспериментальной вариационной оптимизации наших квантовых схем будет благоприятно масштабироваться с размером системы. Численно показано, что наш подход устойчив к шуму и превосходит известные протоколы.