論文の概要: Symmetry breaking and error correction in open quantum systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.02816v1
• Date: Thu, 6 Aug 2020 18:00:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-07 00:01:24.279579
• Title: Symmetry breaking and error correction in open quantum systems
• Title（参考訳）: 開量子系における対称性の破れと誤差補正
• Authors: Simon Lieu, Ron Belyansky, Jeremy T. Young, Rex Lundgren, Victor V. Albert, Alexey V. Gorshkov
• Abstract要約: 差分保存された強い対称誤差の後に論理情報を回復する方法を示す。 本研究は, 駆動散逸相転移と誤差補正の関連性を示すものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9786690381850356
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Symmetry-breaking transitions are a well-understood phenomenon of closed quantum systems in quantum optics, condensed matter, and high energy physics. However, symmetry breaking in open systems is less thoroughly understood, in part due to the richer steady-state and symmetry structure that such systems possess. For the prototypical open system---a Lindbladian---a unitary symmetry can be imposed in a "weak" or a "strong" way. We characterize the possible $\mathbb{Z}_n$ symmetry breaking transitions for both cases. In the case of $\mathbb{Z}_2$, a weak-symmetry-broken phase guarantees at most a classical bit steady-state structure, while a strong-symmetry-broken phase admits a partially-protected steady-state qubit. Viewing photonic cat qubits through the lens of strong-symmetry breaking, we show how to dynamically recover the logical information after any gap-preserving strong-symmetric error; such recovery becomes perfect exponentially quickly in the number of photons. Our study forges a connection between driven-dissipative phase transitions and error correction.
• Abstract（参考訳）: 対称性を破る遷移は、量子光学、凝縮物質、高エネルギー物理学における閉じた量子系のよく理解された現象である。 しかし、開放系における対称性の破断は、部分的にはそのような系が持つよりリッチな定常および対称性構造のため、あまり理解されていない。 原典型的開系 - リンドブラディアン- に対して、ユニタリ対称性は「弱」あるいは「強」な方法で課すことができる。 両ケースで可能な$\mathbb{z}_n$対称性の破れ遷移を特徴付ける。 しかし、$\mathbb{z}_2$の場合、弱い対称性ブロッケン位相は古典ビット定常構造を保証し、強い対称性ブロッケン位相は部分的に保護された定常量子ビットを許容する。 強対称性の破れのレンズを通して光子猫の量子ビットを見ることにより、ギャップ保存された強対称誤差の後に論理的情報を動的に復元する方法を示す。 本研究は, 駆動散逸相転移と誤差補正の関連性を示す。

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