論文の概要: Symmetry-Protected Infinite-Temperature Quantum Memory from Subsystem
Codes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.05710v2
- Date: Tue, 14 Jun 2022 22:45:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-11 17:10:57.131733
- Title: Symmetry-Protected Infinite-Temperature Quantum Memory from Subsystem
Codes
- Title（参考訳）: サブシステムコードからの対称性保護型無限温度量子メモリ
- Authors: Julia Wildeboer, Thomas Iadecola, and Dominic J. Williamson
- Abstract要約: 量子多体系の初期状態に存在する量子情報を任意時間保護できる機構について検討する。
ノイズレスサブシステムと安定化器サブシステムの言語には自然な解釈がある。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study a mechanism whereby quantum information present in the initial state
of a quantum many-body system can be protected for arbitrary times due to a
combination of symmetry and spatial locality. Remarkably, the mechanism is
sufficiently generic that the dynamics can be fully ergodic upon resolving the
protecting symmetry and fixing the encoded quantum state, resulting in an
infinite-temperature quantum memory. After exemplifying the mechanism in a
strongly nonintegrable two-dimensional (2D) spin model inspired by the surface
code, we find it has a natural interpretation in the language of noiseless
subsystems and stabilizer subsystem codes. This interpretation yields a number
of further examples, including a nonintegrable Hamiltonian with quantum memory
based on the Bacon-Shor code. The lifetime of the encoded quantum information
in these models is infinite provided the dynamics respect the stabilizer
symmetry of the underlying subsystem code. In the presence of
symmetry-violating perturbations, we make contact with previous work leveraging
the concept of prethermalization to show that the encoded quantum information
retains a parametrically long lifetime under dynamics with an enlarged
continuous symmetry group. We identify conditions on the underlying subsystem
code that enable such a prethermal enhancement of the memory lifetime.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,量子多体系の初期状態に存在する量子情報を,対称性と空間的局所性の組み合わせにより任意の時間保護できる機構について検討する。
注目すべきことに、このメカニズムは、保護対称性を解き、符号化された量子状態を修正することで、力学が完全にエルゴード的になり、無限温度の量子メモリをもたらす。
表面コードにインスパイアされた強非可積分な二次元(2次元)スピンモデルのメカニズムを例示した結果、ノイズのないサブシステムと安定化型サブシステムコードの言語で自然に解釈できることがわかった。
この解釈は、Bacon-Shor符号に基づく量子メモリを持つ非可積分ハミルトニアンを含む、さらに多くの例をもたらす。
これらのモデルにおける符号化された量子情報の寿命は、基礎となるサブシステムコードの安定化対称性を考慮すれば無限である。
対称性に反する摂動の存在下では、符号化された量子情報が拡張された連続対称性群を持つ力学の下でパラメトリック長寿命を保持することを示すために、前熱化の概念を利用する以前の研究と接触する。
メモリライフタイムを予熱的に向上させる基盤となるサブシステムコードに関する条件を同定する。
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