論文の概要: Towards Quantum Gravity in the Lab on Quantum Processors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.14081v2
- Date: Wed, 11 Oct 2023 05:17:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-16 04:43:07.185035
- Title: Towards Quantum Gravity in the Lab on Quantum Processors
- Title(参考訳): 量子プロセッサ実験室における量子重力を目指して
- Authors: Illya Shapoval, Vincent Paul Su, Wibe de Jong, Miro Urbanek, and Brian
Swingle
- Abstract要約: 最近の研究は、驚くべき通信現象を実現する特別なテレポーテーションプロトコルを設計している。
我々は、このプロトコルに基づいて、最先端の量子コンピュータ上で量子実験を行った。
これらのQPUから観測されたテレポーテーション信号を報告し、理論予測の80%に到達した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.13980986259786224
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: The holographic principle and its realization in the AdS/CFT correspondence
led to unexpected connections between general relativity and quantum
information. This set the stage for studying aspects of quantum gravity models,
which are otherwise difficult to access, in table-top quantum-computational
experiments. Recent works have designed a special teleportation protocol that
realizes a surprising communication phenomenon most naturally explained by the
physics of a traversable wormhole. In this work, we have carried out quantum
experiments based on this protocol on state-of-the-art quantum computers. The
target quantum processing units (QPUs) included the Quantinuum's trapped-ion
System Model H1-1 and five IBM superconducting QPUs of various architectures,
with public and premium user access. We report the observed teleportation
signals from these QPUs with the best one reaching 80% of theoretical
predictions. We outline the experimental challenges we have faced in the course
of implementation, as well as the new theoretical insights into quantum
dynamics the work has led to. We also developed QGLab -- an open-source
end-to-end software solution that facilitates conducting the wormhole-inspired
teleportation experiments on state-of-the-art and emergent generations of QPUs
supported by the Qiskit and tket SDKs. We consider our study and deliverables
as an early practical step towards the realization of more complex experiments
for the indirect probing of quantum gravity in the lab.
- Abstract(参考訳): AdS/CFT対応におけるホログラフィック原理とその実現は、一般相対性理論と量子情報の間に予期せぬつながりをもたらした。
このことは、テーブルトップ量子計算実験において、アクセスが難しい量子重力モデルの側面を研究するための段階となった。
最近の研究は、トランバーサブルワームホールの物理によって最も自然に説明される驚くべき通信現象を実現する特別なテレポーテーションプロトコルを設計している。
本研究では,現状の量子コンピュータ上で,このプロトコルに基づく量子実験を行った。
ターゲットの量子処理ユニット(qpus)は量子イオン系モデルh1-1とibmの様々なアーキテクチャの超伝導qpu5つであり、パブリックとプレミアムのユーザアクセスがある。
これらのQPUから観測されたテレポーテーション信号を報告し、理論予測の80%に到達した。
実装の過程で直面した実験的な課題と、その研究が引き起こした量子力学に関する新たな理論的洞察について概説する。
QGLabはオープンソースのエンドツーエンドソフトウェアソリューションで、Qiskitとtket SDKによってサポートされている最先端および緊急世代のQPUに対してワームホールにインスパイアされたテレポーテーション実験の実行を容易にする。
我々の研究と成果物は、研究室における量子重力の間接的探索のためのより複雑な実験の実現に向けた初期の実践的なステップであると考えている。
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