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/2208.11136v2
• Date: Mon, 20 Nov 2023 20:33:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-23 05:51:11.353607
• 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: 特定の場合において、長距離の絡み合いは弱い測定値の存在下で持続することを示す。 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。 我々は,既存の量子コンピューティングアーキテクチャにおいて,このプロトコルが自然に実装されていることを主張する。
• 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 states lead to phases of matter which are stable to gate imperfections, which can convert projective into weak measurements. Here we show that in certain cases, long-range entanglement persists in the presence of weak measurements, and gives rise to novel forms of quantum criticality. We demonstrate this explicitly for preparing the two-dimensional Greenberger-Horne-Zeilinger cat state and the three-dimensional toric code as minimal instances. In contrast to the monitored random unitary circuits, In contrast to random monitored circuits, 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 long-range entangled 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 nonzero Edwards-Anderson order parameter as an indicator of long-range entanglement in the two-dimensional 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、長距離の絡み合った状態を作るための有限時間プロトコルがゲートの不完全性に安定な物質の位相につながり、射影を弱い測定に変換できるかどうかという疑問が残されている。 ここでは、ある場合において、弱い測定の存在下で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。 グリーンバーガー・ホーネ・ザイリンガーの2次元猫状態と3次元トーリックコードを極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。 モニタされたランダムなユニタリ回路とは対照的に、ランダムなモニタされた回路とは対照的に、我々のゲートと測定の回路は決定論的である。 これらの弱い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離可能な西森線を追跡でき、ガラス状長距離絡み状態の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零エドワーズ・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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