論文の概要: Realizing a dynamical topological phase in a trapped-ion quantum simulator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.09676v1
• Date: Tue, 20 Jul 2021 18:00:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-21 11:59:50.364829
• Title: Realizing a dynamical topological phase in a trapped-ion quantum simulator
• Title（参考訳）: トラップイオン量子シミュレータにおける動的位相相の実現
• Authors: Philipp T. Dumitrescu, Justin Bohnet, John Gaebler, Aaron Hankin, David Hayes, Ajesh Kumar, Brian Neyenhuis, Romain Vasseur, Andrew C. Potter
• Abstract要約: プログラム可能な量子シミュレーションのための新しいプラットフォームは、非平衡な量子多体力学の新しい状態に前例のないアクセスを提供する。 大規模なエラーに対して自己修正した量子エンタングルメントを作成し、保護し、操作する方法を示す。 我々の研究は、より複雑な動的トポロジカルな順序の実装の道を開いた。
• 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: Nascent platforms for programmable quantum simulation offer unprecedented access to new regimes of far-from-equilibrium quantum many-body dynamics in (approximately) isolated systems. Here, achieving precise control over quantum many-body entanglement is an essential task for quantum sensing and computation. Extensive theoretical work suggests that these capabilities can enable dynamical phases and critical phenomena that exhibit topologically-robust methods to create, protect, and manipulate quantum entanglement that self-correct against large classes of errors. However, to date, experimental realizations have been confined to classical (non-entangled) symmetry-breaking orders. In this work, we demonstrate an emergent dynamical symmetry protected topological phase (EDSPT), in a quasiperiodically-driven array of ten $^{171}\text{Yb}^+$ hyperfine qubits in Honeywell's System Model H1 trapped-ion quantum processor. This phase exhibits edge qubits that are dynamically protected from control errors, cross-talk, and stray fields. Crucially, this edge protection relies purely on emergent dynamical symmetries that are absolutely stable to generic coherent perturbations. This property is special to quasiperiodically driven systems: as we demonstrate, the analogous edge states of a periodically driven qubit-array are vulnerable to symmetry-breaking errors and quickly decohere. Our work paves the way for implementation of more complex dynamical topological orders that would enable error-resilient techniques to manipulate quantum information.
• Abstract（参考訳）: プログラム可能な量子シミュレーションのための新しいプラットフォームは、(およそ)孤立系における極端から平衡な量子多体力学の新しい状態に前例のないアクセスを提供する。 ここでは、量子多体絡み合いの正確な制御を達成することが、量子センシングと計算に不可欠である。 広範な理論的な研究により、これらの能力はトポロジカル・ロバストな手法で大規模なエラーに対して自己修正された量子絡みを創り、保護し、操作するための動的位相と臨界現象を可能にすることが示唆されている。 しかし、これまで実験的な実現は古典的(非絡み合いの)対称性を破る順序に限られてきた。 本研究では,ハネウェルのシステムモデルh1トラップイオン量子プロセッサにおける10$^{171}\text{yb}^+$ hyperfine qubitsの準周期駆動配列において,創発的動的対称性を保護した位相相(edspt)を実証する。 このフェーズでは、制御エラー、クロストーク、ストレイフィールドから動的に保護されるエッジキュービットを示す。 重要なのは、このエッジ保護は、ジェネリックコヒーレント摂動に絶対安定な創発的動的対称性に依存する。 この性質は準周期駆動系に特有である:我々が示すように、周期駆動の量子アレイの類似のエッジ状態は対称性破壊誤差に弱く、速やかに分解される。 我々の研究は、より複雑な動的位相秩序の実装法を開拓し、量子情報を操作するエラーレジリエントな手法を可能にした。

関連論文リスト

• Symmetry-protection Zeno phase transition in monitored lattice gauge theories [0.0]
  保護ゲージ理論と不規則状態の間の測定速度によって引き起こされる急激な遷移の存在を示す。 我々の結果は、強い相互作用を持つ高制約量子系の散逸臨界性に光を当てた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-28T18:18:06Z)
• Stabilizing Quantum Simulators Of Gauge Theories Against $1/f$ Noise [0.0]
  この論文は、進行中の「第2の」量子革命における量子シミュレーションの適用について研究している。 ゲージ理論は、低エネルギーテーブルトップデバイスに高エネルギー物理学の新しいプローブを提供するため、現代の量子シミュレーターに特に関心がある。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-26T18:37:35Z)
• Edge modes and symmetry-protected topological states in open quantum systems [0.0]
  トポロジカル秩序は、不完全に免疫可能な量子情報を処理する可能性を提供する。 広い種類の散逸チャネルに対して、ZZtimes Z$対称性保護軌道(SPT)のある種の側面のロバスト性を示す。 そこで本研究では,散逸SPT位相のダイナミクスを研究するための新しい枠組みを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-13T21:09:52Z)
• Overhead-constrained circuit knitting for variational quantum dynamics [0.0]
  回路編み込みを用いて、大きな量子システムを小さなサブシステムに分割し、それぞれを別々のデバイスでシミュレートすることができる。 長径ゲートを切断することで回路深度を低減するために,同じ手法が利用できることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-14T17:01:06Z)
• Universality of critical dynamics with finite entanglement [68.8204255655161]
  臨界近傍の量子系の低エネルギー力学が有限絡みによってどのように変化するかを研究する。 その結果、時間依存的臨界現象における絡み合いによる正確な役割が確立された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-23T19:23:54Z)
• Dynamics with autoregressive neural quantum states: application to critical quench dynamics [41.94295877935867]
  本稿では、量子系の長時間のダイナミクスを安定的に捉えるための代替の汎用スキームを提案する。 二次元量子イジングモデルにおけるキブル・ズレーク機構の解明により,時間依存性のクエンチ力学にこのスキームを適用した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-07T15:50:00Z)
• Probing finite-temperature observables in quantum simulators of spin systems with short-time dynamics [62.997667081978825]
  ジャジンスキー等式から動機付けられたアルゴリズムを用いて, 有限温度可観測体がどのように得られるかを示す。 長範囲の逆場イジングモデルにおける有限温度相転移は、捕捉されたイオン量子シミュレータで特徴づけられることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-03T18:00:02Z)
• Quantum algorithms for quantum dynamics: A performance study on the spin-boson model [68.8204255655161]
  量子力学シミュレーションのための量子アルゴリズムは、伝統的に時間進化作用素のトロッター近似の実装に基づいている。 変分量子アルゴリズムは欠かせない代替手段となり、現在のハードウェア上での小規模なシミュレーションを可能にしている。 量子ゲートコストが明らかに削減されているにもかかわらず、現在の実装における変分法は量子的優位性をもたらすことはありそうにない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-09T18:00:05Z)
• Probing quantum information propagation with out-of-time-ordered correlators [41.12790913835594]
  小型の量子情報プロセッサは、多体量子システムを効率的にエミュレートする約束を持っている。 ここでは、時間外順序付き相関器(OTOC)の測定を実演する。 我々の実験における中心的な要件は、時間進化をコヒーレントに逆転させる能力である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-23T15:29:08Z)
• Controlling many-body dynamics with driven quantum scars in Rydberg atom arrays [41.74498230885008]
  1次元と2次元の3から200個の強く相互作用する量子ビットからなる多体系における急激なクエンチに続く非平衡ダイナミクスを実験的に検討した。 本研究では, 周期駆動によりスカーリバイバルが安定化し, 離散時間結晶秩序に類似したロバストなサブハーモニック応答が生じることを見出した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-22T19:00:02Z)
• Faster Digital Quantum Simulation by Symmetry Protection [0.6554326244334866]
  ユニタリ変換を実装した量子ゲートを導入することで、シミュレーションの異なるステップからエラー間の破壊的干渉を誘発できることを示す。 特に、対称性変換がユニタリの力として選択されるとき、アルゴリズムの誤差は、いわゆる量子ゼノ部分空間に概ね投影される。 量子場理論における局所障害とシュウィンガーモデルとの XXZ ハイゼンベルク相互作用のシミュレーションに対称性保護手法を適用した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-29T18:00:00Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。