論文の概要: Noise-resilient Edge Modes on a Chain of Superconducting Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.11372v2
• Date: Fri, 9 Dec 2022 00:45:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-15 20:16:36.371153
• Title: Noise-resilient Edge Modes on a Chain of Superconducting Qubits
• Title（参考訳）: 超伝導量子ビット鎖の耐雑音性エッジモード
• Authors: Xiao Mi, Michael Sonner, Murphy Yuezhen Niu, Kenneth W. Lee, Brooks Foxen, Rajeev Acharya, Igor Aleiner, Trond I. Andersen, Frank Arute, Kunal Arya, Abraham Asfaw, Juan Atalaya, Ryan Babbush, Dave Bacon, Joseph C. Bardin, Joao Basso, Andreas Bengtsson, Gina Bortoli, Alexandre Bourassa, Leon Brill, Michael Broughton, Bob B. Buckley, David A. Buell, Brian Burkett, Nicholas Bushnell, Zijun Chen, Benjamin Chiaro, Roberto Collins, Paul Conner, William Courtney, Alexander L. Crook, Dripto M. Debroy, Sean Demura, Andrew Dunsworth, Daniel Eppens, Catherine Erickson, Lara Faoro, Edward Farhi, Reza Fatemi, Leslie Flores, Ebrahim Forati, Austin G. Fowler, William Giang, Craig Gidney, Dar Gilboa, Marissa Giustina, Alejandro Grajales Dau, Jonathan A. Gross, Steve Habegger, Matthew P. Harrigan, Jeremy Hilton, Markus Hoffmann, Sabrina Hong, Trent Huang, Ashley Huff, William J. Huggins, Lev B. Ioffe, Sergei V. Isakov, Justin Iveland, Evan Jeffrey, Zhang Jiang, Cody Jones, Dvir Kafri, Kostyantyn Kechedzhi, Tanuj Khattar, Seon Kim, Alexei Kitaev, Paul V. Klimov, Andrey R. Klots, Alexander N. Korotkov, Fedor Kostritsa, J. M. Kreikebaum, David Landhuis, Pavel Laptev, Kim-Ming Lau, Joonho Lee, Lily Laws, Wayne Liu, Aditya Locharla, Erik Lucero, Orion Martin, Jarrod R. McClean, Matt McEwen, Bernardo Meurer Costa, Kevin C. Miao, Masoud Mohseni, Shirin Montazeri, Alexis Morvan, Emily Mount, Wojciech Mruczkiewicz, Ofer Naaman, Matthew Neeley, Charles Neill, Michael Newman, Thomas E. O'Brien, Alex Opremcak, Andre Petukhov, Rebecca Potter, Chris Quintana, Nicholas C. Rubin, Negar Saei, Daniel Sank, Kannan Sankaragomathi, Kevin J. Satzinger, Christopher Schuster, Michael J. Shearn, Vladimir Shvarts, Doug Strain, Yuan Su, Marco Szalay, Guifre Vidal, Benjamin Villalonga, Catherine Vollgraff-Heidweiller, Theodore White, Z. Jamie Yao, Ping Yeh, Juhwan Yoo, Adam Zalcman, Yaxing Zhang, Ningfeng Zhu, Hartmut Neven, Sergio Boixo, Anthony Megrant, Yu Chen, Julian Kelly, Vadim Smelyanskiy, Dmitry A. Abanin, Pedram Roushan
• Abstract要約: 量子系の遺伝対称性は、それ以外は脆弱な状態を保護することができる。 非局所マヨラナエッジモード(MEM)を$mathbbZ$パリティ対称性で表す一次元キックドイジングモデルを実装した。 MEMは、予熱機構により特定の対称性を破るノイズに対して弾力性があることが判明した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 103.93329374521808
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Inherent symmetry of a quantum system may protect its otherwise fragile states. Leveraging such protection requires testing its robustness against uncontrolled environmental interactions. Using 47 superconducting qubits, we implement the one-dimensional kicked Ising model which exhibits non-local Majorana edge modes (MEMs) with $\mathbb{Z}_2$ parity symmetry. Remarkably, we find that any multi-qubit Pauli operator overlapping with the MEMs exhibits a uniform late-time decay rate comparable to single-qubit relaxation rates, irrespective of its size or composition. This characteristic allows us to accurately reconstruct the exponentially localized spatial profiles of the MEMs. Furthermore, the MEMs are found to be resilient against certain symmetry-breaking noise owing to a prethermalization mechanism. Our work elucidates the complex interplay between noise and symmetry-protected edge modes in a solid-state environment.
• Abstract（参考訳）: 量子系の固有対称性は、それ以外は脆弱な状態を保護することができる。 このような保護を活用するには、制御不能な環境相互作用に対する堅牢性をテストする必要がある。 47個の超伝導量子ビットを用いて,非局所マヨラナエッジモード(MEM)と$\mathbb{Z}_2$パリティ対称性を示す一次元キックドイジングモデルを実装した。 注目すべきことに、MEMsと重なり合う任意のマルチキュービットパウリ作用素は、そのサイズや構成に関係なく、単一キュービット緩和速度に匹敵する一様の遅延時間減衰率を示す。 この特徴により,MEMの指数的局所化空間プロファイルを正確に再構築することができる。 さらに、MEMは予熱機構により特定の対称性を破るノイズに対して弾力性があることが判明した。 本研究は,固体環境におけるノイズと対称性保護エッジモードの複雑な相互作用を解明する。

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