論文の概要: Measurement-induced phase transitions in sparse nonlocal scramblers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.10944v2
• Date: Fri, 25 Mar 2022 18:59:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-14 01:11:02.577108
• Title: Measurement-induced phase transitions in sparse nonlocal scramblers
• Title（参考訳）: スパース非局所スクランブラにおける測定誘起相転移
• Authors: Tomohiro Hashizume, Gregory Bentsen, Andrew J. Daley
• Abstract要約: 測定誘起相転移は、多体系における量子情報の揺らぎと局所的な測定との競合によって生じる。 我々はこれらの遷移を、可能な限り早く量子情報をスクランブルする、高速スクランブラの異なるクラスで研究する。 非局所的相互作用の少ない回路は、局所的な測定のかなり高い速度に耐えられることが判明した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Measurement-induced phase transitions arise due to a competition between the scrambling of quantum information in a many-body system and local measurements. In this work we investigate these transitions in different classes of fast scramblers, systems that scramble quantum information as quickly as is conjectured to be possible -- on a timescale proportional to the logarithm of the system size. In particular, we consider sets of deterministic sparse couplings that naturally interpolate between local circuits that slowly scramble information and highly nonlocal circuits that achieve the fast-scrambling limit. We find that circuits featuring sparse nonlocal interactions are able to withstand substantially higher rates of local measurement than circuits with only local interactions, even at comparable gate depths. We also study the quantum error-correcting codes that support the volume-law entangled phase and find that our maximally nonlocal circuits yield codes with nearly extensive contiguous code distance. Use of these sparse, deterministic circuits opens pathways towards the design of noise-resilient quantum circuits and error correcting codes in current and future quantum devices with minimum gate numbers.
• Abstract（参考訳）: 測定誘起相転移は、多体系における量子情報の揺らぎと局所的な測定との競合によって生じる。 本研究では、量子情報を可能な限り早くスクランブルするシステムである高速スクランブラーの異なるクラスにおけるこれらの遷移を、システムサイズの対数に比例した時間スケールで検討する。 特に,情報をゆっくりとスクランブルする局所回路と,高速スクランブル限界を達成する高度非局所回路とを自然に補間する決定論的スパースカップリングの集合を考える。 非局所的な相互作用を特徴とする回路は、局所的な相互作用のみを持つ回路よりも、同じゲート深さでも、局所的な測定の速度がかなり高いことが判明した。 また,量子誤り訂正符号についても検討し,最大非局所回路がほぼ連続的な符号距離を持つ符号を生成することを確認した。 これらのスパースで決定論的回路の使用は、最小ゲート数を持つ現在の量子デバイスおよび将来の量子デバイスにおけるノイズ耐性量子回路および誤り訂正符号の設計への経路を開く。

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