論文の概要: Realizing topologically ordered states on a quantum processor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.01180v1
- Date: Fri, 2 Apr 2021 18:00:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-05 19:40:19.719480
- Title: Realizing topologically ordered states on a quantum processor
- Title（参考訳）: 量子プロセッサ上での位相秩序状態の実現
- Authors: K. J. Satzinger, Y. Liu, A. Smith, C. Knapp, M. Newman, C. Jones, Z.
Chen, C. Quintana, X. Mi, A. Dunsworth, C. Gidney, I. Aleiner, F. Arute, K.
Arya, J. Atalaya, R. Babbush, J. C. Bardin, R. Barends, J. Basso, A.
Bengtsson, A. Bilmes, M. Broughton, B. B. Buckley, D. A. Buell, B. Burkett,
N. Bushnell, B. Chiaro, R. Collins, W. Courtney, S. Demura, A. R. Derk, D.
Eppens, C. Erickson, E. Farhi, L. Foaro, A. G. Fowler, B. Foxen, M. Giustina,
A. Greene, J. A. Gross, M. P. Harrigan, S. D. Harrington, J. Hilton, S. Hong,
T. Huang, W. J. Huggins, L. B. Ioffe, S. V. Isakov, E. Jeffrey, Z. Jiang, D.
Kafri, K. Kechedzhi, T. Khattar, S. Kim, P. V. Klimov, A.N. Korotkov, F.
Kostritsa, D. Landhuis, P. Laptev, A. Locharla, E. Lucero, O. Martin, J. R.
McClean, M. McEwen, K. C. Miao, M. Mohseni, S. Montazeri, W. Mruczkiewicz, J.
Mutus, O. Naaman, M. Neeley, C. Neill, M. Y. Niu, T. E. O'Brien, A. Opremcak,
B. Pat\'o, A. Petukhov, N. C. Rubin, D. Sank, V. Shvarts, D. Strain, M.
Szalay, B. Villalonga, T. C. White, Z. Yao, P. Yeh, J. Yoo, A. Zalcman, H.
Neven, S. Boixo, A. Megrant, Y. Chen, J. Kelly, V. Smelyanskiy, A. Kitaev, M.
Knap, F. Pollmann, P. Roushan
- Abstract要約: トポロジカル秩序状態は、凝縮物質と合成量子系の両方において非常に難しいことが証明されている。
超伝導量子プロセッサ上での効率的な量子回路を用いて,トリック符号ハミルトニアンの基底状態を作成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0845004185087851
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The discovery of topological order has revolutionized the understanding of
quantum matter in modern physics and provided the theoretical foundation for
many quantum error correcting codes. Realizing topologically ordered states has
proven to be extremely challenging in both condensed matter and synthetic
quantum systems. Here, we prepare the ground state of the toric code
Hamiltonian using an efficient quantum circuit on a superconducting quantum
processor. We measure a topological entanglement entropy near the expected
value of $\ln2$, and simulate anyon interferometry to extract the braiding
statistics of the emergent excitations. Furthermore, we investigate key aspects
of the surface code, including logical state injection and the decay of the
non-local order parameter. Our results demonstrate the potential for quantum
processors to provide key insights into topological quantum matter and quantum
error correction.
- Abstract（参考訳）: トポロジカル秩序の発見は、現代の物理学における量子物質の理解に革命をもたらし、多くの量子誤り訂正符号の理論基盤となった。
位相的に順序付けられた状態を実現することは、凝縮物と合成量子システムの両方において極めて困難であることが証明されている。
ここでは、超伝導量子プロセッサ上の効率的な量子回路を用いて、トリック符号ハミルトニアンの基底状態を作成する。
期待値である$\ln2$付近のトポロジ的絡み合いエントロピーを測定し、エキサイティングな励起のブレイディング統計を抽出するために、エノン干渉法をシミュレートする。
さらに、論理状態注入や非局所順序パラメータの減衰を含む表面符号の鍵となる側面について検討する。
本結果は,量子プロセッサがトポロジカル量子物質と量子誤差補正に重要な洞察を与える可能性を示す。
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