論文の概要: Finite time teleportation phase transition in random quantum circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.06963v2
• Date: Fri, 14 Jan 2022 05:05:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-11 14:25:52.408334
• Title: Finite time teleportation phase transition in random quantum circuits
• Title（参考訳）: ランダム量子回路における有限時間テレポーテーション相転移
• Authors: Yimu Bao, Maxwell Block and Ehud Altman
• Abstract要約: 時間進化が2つの無限に分離されたテストキュービット以外の全ての測定に従えば、それらの間の絡み合いは相転移を起こすことが示される。 入力量子ビットから無限遠の出力量子ビットへの量子状態のテレポートの忠実さは、同じ臨界オンセットを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: How long does it take to entangle two distant qubits in a quantum circuit evolved by generic unitary dynamics? We show that if the time evolution is followed by measurement of all but the two infinitely separated test qubits, then the entanglement between them can undergo a phase transition and become nonzero at a finite critical time $t_c$. The fidelity of teleporting a quantum state from an input qubit to an infinitely distant output qubit shows the same critical onset. Specifically, these finite time transitions occur in short-range interacting two-dimensional random unitary circuits and in sufficiently long-range interacting one-dimensional circuits. The phase transition is understood by mapping the random continuous-time evolution to a finite temperature thermal state of an effective spin Hamiltonian, where the inverse temperature equals the evolution time in the circuit. In this framework, the entanglement between two distant qubits at times $t>t_c$ corresponds to the emergence of long-range ferromagnetic spin correlations below the critical temperature. We verify these predictions using numerical simulation of Clifford circuits and propose potential realizations in existing platforms for quantum simulation.
• Abstract（参考訳）: ジェネリックユニタリダイナミクスによって進化した量子回路の2つの遠方量子ビットを絡むのにどのくらい時間がかかるのか? 時間進化が2つの無限に分離されたテストキュービットを除く全ての測定に従えば、それらの間の絡み合いは相転移を起こし、有限臨界時間$t_c$で非ゼロとなる。 入力量子ビットから無限遠出力量子ビットへの量子状態のテレポーティングの忠実性は、同じ臨界オンセットを示す。 特に、これらの有限時間遷移は、短距離相互作用2次元ランダムユニタリ回路と十分な長距離相互作用1次元回路で起こる。 位相遷移は、ランダムな連続時間進化を有効スピンハミルトニアンの有限温度温度状態にマッピングすることで理解され、逆温度は回路の進化時間と等しい。 この枠組みでは、t>t_c$の時に2つの遠方量子ビット間の絡み合いは、臨界温度以下の長距離強磁性スピン相関の出現に対応する。 これらの予測をクリフォード回路の数値シミュレーションを用いて検証し,既存プラットフォームにおける量子シミュレーションの実現可能性を提案する。

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