論文の概要: Digital Simulation of Topological Matter on Programmable Quantum Processors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.06086v2
• Date: Wed, 23 Sep 2020 16:02:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-29 06:28:21.081798
• Title: Digital Simulation of Topological Matter on Programmable Quantum Processors
• Title（参考訳）: プログラマブル量子プロセッサにおけるトポロジカルマターのディジタルシミュレーション
• Authors: Feng Mei, Qihao Guo, Ya-Fei Yu, Liantuan Xiao, Shi-Liang Zhu, and Suotang Jia
• Abstract要約: 本稿では,現世代のノイズ量子プロセッサ上での位相的に保護された量子回路の設計手法を提案し,実証する。 特に、IBMとリゲッティの量子プロセッサ上で、低深さの位相量子回路が実行される。
• 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: Simulating the topological phases of matter in synthetic quantum simulators is a topic of considerable interest. Given the universality of digital quantum simulators, the prospect of digitally simulating exotic topological phases is greatly enhanced. However, it is still an open question how to realize digital quantum simulation of topological phases of matter. Here, using common single- and two-qubit elementary quantum gates, we propose and demonstrate an approach to design topologically protected quantum circuits on the current generation of noisy quantum processors where spin-orbital coupling and related topological matter can be digitally simulated. In particular, a low-depth topological quantum circuit is performed on both IBM and Rigetti quantum processors. In the experiments, we not only observe but also distinguish the 0 and $\pi$ energy topological edge states by measuring qubit excitation distribution at the output of the circuits.
• Abstract（参考訳）: 合成量子シミュレータにおける物質のトポロジカル位相のシミュレーションは、かなりの関心を持つトピックである。 デジタル量子シミュレータの普遍性を考えると、エキゾチックトポロジカル位相のデジタルシミュレーションの可能性は大きく向上している。 しかし、物質のトポロジカル位相のディジタル量子シミュレーションを実現するには、まだ未解決の問題である。 本稿では,一般的な単一および2量子ビットの量子ゲートを用いて,スピン軌道結合と関連するトポロジ的物質をディジタルシミュレーション可能な,現在世代のノイズ量子プロセッサ上での位相的に保護された量子回路の設計手法を提案する。 特に、低深さ位相量子回路はibmとリゲッティ量子プロセッサの両方で実行される。 実験では、回路の出力におけるクォービット励起分布を測定することにより、0および$\pi$エネルギートポロジカルエッジ状態を観察するだけでなく、区別する。

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