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01.05.2019 | Ausgabe 5/2019

Quantum Information Processing 5/2019

Mimicking the Hadamard discrete-time quantum walk with a time-independent Hamiltonian

Zeitschrift:
Quantum Information Processing > Ausgabe 5/2019
Autoren:
Jalil Khatibi Moqadam, M. C. de Oliveira
Wichtige Hinweise

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

The discrete-time quantum walk dynamics can be generated by a time-dependent Hamiltonian, repeatedly switching between the coin and the shift generators. We change the model and consider the case where the Hamiltonian is time-independent, including both the coin and the shift terms in all times. The eigenvalues and the related Bloch vectors for the time-independent Hamiltonian are then compared with the corresponding quantities for the effective Hamiltonian generating the quantum walk dynamics. Restricted to the non-localized initial quantum walk states, we optimize the parameters in the time-independent Hamiltonian such that it generates a dynamics similar to the Hadamard quantum walk. We find that the dynamics of the walker probability distribution and the corresponding standard deviation, the coin-walker entanglement, and the quantum-to-classical transition of the discrete-time quantum walk model can be approximately generated by the optimized time-independent Hamiltonian. We, further, show both dynamics are equivalent in the classical regime, as expected.

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