論文の概要: Simulating a measurement-induced phase transition for trapped ion
circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.03769v3
- Date: Tue, 7 Dec 2021 16:29:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-27 08:56:42.476441
- Title: Simulating a measurement-induced phase transition for trapped ion
circuits
- Title（参考訳）: イオントラップ回路における測定誘起相転移のシミュレーション
- Authors: Stefanie Czischek, Giacomo Torlai, Sayonee Ray, Rajibul Islam, and
Roger G. Melko
- Abstract要約: トラップされたイオンハードウェアは、そのような物理の実験的な実現のための主要な候補である。
その結果,自然ゲートで調製したハイブリッド回路は,エンタングルメントエントロピーにおける領域-法則遷移の体積-法則を示すことがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3425341633647624
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The rise of programmable quantum devices has motivated the exploration of
circuit models which could realize novel physics. A promising candidate is a
class of hybrid circuits, where entangling unitary dynamics compete with
disentangling measurements. Novel phase transitions between different
entanglement regimes have been identified in their dynamical states, with
universal properties hinting at unexplored critical phenomena. Trapped ion
hardware is a leading contender for the experimental realization of such
physics, which requires not only traditional two-qubit entangling gates, but a
constant rate of local measurements accurately addressed throughout the
circuit. Recent progress in engineering high-precision optical addressing of
individual ions makes preparing a constant rate of measurements throughout a
unitary circuit feasible. Using tensor network simulations, we show that the
resulting class of hybrid circuits, prepared with native gates, exhibits a
volume-law to area-law transition in the entanglement entropy. This displays
universal hallmarks of a measurement-induced phase transition. Our simulations
are able to characterize the critical exponents using circuit sizes with tens
of qubits and thousands of gates. We argue that this transition should be
robust against additional sources of experimental noise expected in modern
trapped ion hardware, and will rather be limited by statistical requirements on
post selection. Our work highlights the powerful role that tensor network
simulations can play in advancing the theoretical and experimental frontiers of
critical phenomena.
- Abstract（参考訳）: プログラマブル量子デバイスの台頭は、新しい物理を実現できる回路モデルの探索の動機となった。
有望な候補はハイブリッド回路のクラスであり、ユニタリダイナミクスの絡み合いは非絡み合いの測定と競合する。
異なる絡み合い状態の間の新しい相転移は、その力学状態において同定され、普遍的な性質は未探索の臨界現象を示唆している。
トラップされたイオンハードウェアは、従来の2ビットのエンタングゲートだけでなく、回路全体に正確に対応した局所的な測定速度を必要とする、そのような物理の実験的な実現の先駆者である。
工学の最近の進歩 個々のイオンの高精度光アドレス付けにより、ユニタリ回路全体の測定速度が一定になる。
テンソルネットワークシミュレーションを用いて,ネイティブゲートで調製したハイブリッド回路は,エンタングルメントエントロピーにおいて体積法則と面積法則の遷移を示すことを示した。
これは測定誘起相転移の普遍的な特徴を示す。
我々のシミュレーションでは、数十の量子ビットと数千のゲートを持つ回路サイズを用いて臨界指数を特徴づけることができる。
この遷移は、現代の閉じ込められたイオンハードウェアで期待される追加の実験ノイズ源に対して堅牢であるべきであり、むしろポストセレクションの統計的要求によって制限されるであろう。
我々の研究は、テンソルネットワークシミュレーションが臨界現象の理論と実験のフロンティアを前進させる上で果たす強力な役割を強調している。
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