論文の概要: Quantum Information Scrambling in a Superconducting Qutrit Processor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.03307v2
- Date: Wed, 10 Feb 2021 18:26:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-30 08:57:41.223257
- Title: Quantum Information Scrambling in a Superconducting Qutrit Processor
- Title（参考訳）: 超伝導クトリットプロセッサにおける量子情報スクランブル
- Authors: M. S. Blok, V. V. Ramasesh, T. Schuster, K. O'Brien, J.M. Kreikebaum,
D. Dahlen, A. Morvan, B. Yoshida, N. Y. Yao and I. Siddiqi
- Abstract要約: 強い相互作用を持つ多体系における量子情報の非局在化は、最近、ブラックホールのダイナミクス、エキゾチックな非フェルミ液体の輸送、および量子カオスの多体アナログの理解を統一し始めている。
我々は,2量子スクランブル演算を実装し,それらを5量子テレポーテーションアルゴリズムに組み込んで,関連する外部順序相関関数を測定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The theory of quantum information provides a common language which links
disciplines ranging from cosmology to condensed-matter physics. For example,
the delocalization of quantum information in strongly-interacting many-body
systems, known as quantum information scrambling, has recently begun to unite
our understanding of black hole dynamics, transport in exotic non-Fermi
liquids, and many-body analogs of quantum chaos. To date, verified experimental
implementations of scrambling have dealt only with systems comprised of
two-level qubits. Higher-dimensional quantum systems, however, may exhibit
different scrambling modalities and are predicted to saturate conjectured speed
limits on the rate of quantum information scrambling. We take the first steps
toward accessing such phenomena, by realizing a quantum processor based on
superconducting qutrits (three-level quantum systems). We implement two-qutrit
scrambling operations and embed them in a five-qutrit teleportation algorithm
to directly measure the associated out of-time-ordered correlation functions.
Measured teleportation fidelities, Favg = 0.568 +- 0001, confirm the occurrence
of scrambling even in the presence of experimental imperfections. Our
teleportation algorithm, which connects to recent proposals for studying
traversable wormholes in the laboratory, demonstrates how quantum information
processing technology based on higher dimensional systems can exploit a larger
and more connected state space to achieve the resource efficient encoding of
complex quantum circuits.
- Abstract（参考訳）: 量子情報理論は、宇宙論から凝縮物質物理学まで幅広い分野を結びつける共通言語を提供する。
例えば、量子情報スクランブルとして知られる強相互作用多体系における量子情報の非局在化は、近年、ブラックホールのダイナミクス、異種非フェルミ液体の輸送、量子カオスの多体類似の理解を統一し始めている。
現在までに、スクランブルの実験的な実装は、2レベルキュービットからなるシステムにのみ対応している。
しかし、高次元量子系は異なるスクランブルモードを示し、量子情報スクランブルの速度で予想される速度制限を飽和させると予測される。
我々は、超伝導クトリット(3レベル量子システム)に基づく量子プロセッサを実現することで、そのような現象にアクセスするための第一歩を踏み出す。
2量子スクランブル演算を実装し,それらを5量子テレポーテーションアルゴリズムに組み込んで,時間外相関関数を直接測定する。
Favg = 0.568 +- 0001 測定されたテレポーテーションの忠実度は、実験的な不完全性が存在する場合でも、衝突の発生を確認する。
実験室におけるトラベル可能なワームホールの研究の最近の提案に結びつくテレポーテーションアルゴリズムは、高次元システムに基づく量子情報処理技術が、より大きくより接続された状態空間を利用して、複雑な量子回路のリソース効率の良い符号化を実現する方法を示す。
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