論文の概要: Nishimori's cat: stable long-range entanglement from finite-depth unitaries and weak measurements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.11136v1
• Date: Tue, 23 Aug 2022 18:00:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-30 02:17:43.345132
• Title: Nishimori's cat: stable long-range entanglement from finite-depth unitaries and weak measurements
• Title（参考訳）: 西森の猫:有限深度単位から安定な長距離絡み合いと弱い測定
• Authors: Guo-Yi Zhu, Nathanan Tantivasadakarn, Ashvin Vishwanath, Simon Trebst, Ruben Verresen
• Abstract要約: ゲート不完全性は、射影を弱い測定値に変換するのに効果的であることを示す。 場合によっては、弱い測定値が存在する場合でも、長距離の絡み合いが持続する。 これらの弱測定におけるランダム性は, ランダムボンドイジングモデルの解答可能な西森線を追跡できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In the field of monitored quantum circuits, it has remained an open question whether finite-time protocols for preparing long-range entangled (LRE) states lead to phases of matter which are stable to gate imperfections. Here we show that such gate imperfections effectively convert projective into weak measurements and that, in certain cases, long-range entanglement persists, even in the presence of weak measurements and gives rise to novel forms of quantum criticality. We demonstrate this explicitly for preparing the two-dimensional (2D) GHZ cat state and the three-dimensional (3D) toric code as minimal instances. In contrast to previous studies on measurement-induced phases and transitions, our circuit of gates and measurements is deterministic; the only randomness is in the measurement outcomes. We show how the randomness in these weak measurements allows us to track the solvable Nishimori line of the random-bond Ising model, rigorously establishing the stability of the glassy LRE states in two and three spatial dimensions. Away from this exactly solvable construction, we use hybrid tensor network and Monte Carlo simulations to obtain a non-zero Edwards-Anderson order parameter as an indicator of long-range entanglement in the 2D scenario. We argue that our protocol admits a natural implementation in existing quantum computing architectures, requiring only a depth-3 circuit on IBM's heavy-hexagon transmon chips.
• Abstract（参考訳）: 監視量子回路の分野では、長距離エンタングルド(LRE)状態を作るための有限時間プロトコルが、ゲート不完全な状態に安定な物質相をもたらすかどうかという未解決の問題が残っている。 ここでは、このようなゲート不完全性は、射影を弱い測定に効果的に変換し、ある場合には、弱い測定の存在下でも長距離の絡み合いが持続し、新しい量子臨界性をもたらすことを示す。 2次元(2次元)GHZ猫状態と3次元(3次元)トーリックコードを最小インスタンスとして作成するために,これを明示的に示す。 測定誘起相と遷移に関する以前の研究とは対照的に、ゲートと測定の回路は決定論的であり、ランダム性は測定結果にのみ含まれる。 これらの弱測定のランダム性によって、ランダムボンドイジングモデルの解決可能な西森線を追跡でき、ガラス状LRE状態の2次元と3次元の安定性を厳密に確立できることを示す。 この完全可解な構成から離れて、我々はハイブリッドテンソルネットワークとモンテカルロシミュレーションを用いて2次元シナリオにおける長距離絡み合いの指標として非ゼロのエドワーズ・アンダーソン次数パラメータを得る。 我々は,IBMのヘキサゴナルトランスモンチップの奥行き3回路のみを必要とする,既存の量子コンピューティングアーキテクチャの自然な実装を認めている。

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