論文の概要: Topological Order from Measurements and Feed-Forward on a Trapped Ion Quantum Computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.01917v3
• Date: Wed, 30 Aug 2023 18:03:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-01 20:58:43.744691
• Title: Topological Order from Measurements and Feed-Forward on a Trapped Ion Quantum Computer
• Title（参考訳）: トラップ型イオン量子コンピュータにおける計測・フィードフォワードからのトポロジカルオーダー
• Authors: Mohsin Iqbal, Nathanan Tantivasadakarn, Thomas M. Gatterman, Justin A. Gerber, Kevin Gilmore, Dan Gresh, Aaron Hankin, Nathan Hewitt, Chandler V. Horst, Mitchell Matheny, Tanner Mengle, Brian Neyenhuis, Ashvin Vishwanath, Michael Foss-Feig, Ruben Verresen, and Henrik Dreyer
• Abstract要約: リアルタイムにトーリックコード基底状態を生成するための一定の深さの手順を初めて示す。 我々は、非アベリア欠陥を発生させ、その存在は、ブレイディングを介して、任意のオンを変換することによって確認される。 この研究は、研究室で複雑なトポロジカルな秩序を作る方法を明確にする。
• 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: Quantum systems evolve in time in one of two ways: through the Schr\"odinger equation or wavefunction collapse. So far, deterministic control of quantum many-body systems in the lab has focused on the former, due to the probabilistic nature of measurements. This imposes serious limitations: preparing long-range entangled states, for example, requires extensive circuit depth if restricted to unitary dynamics. In this work, we use mid-circuit measurement and feed-forward to implement deterministic non-unitary dynamics on Quantinuum's H1 programmable ion-trap quantum computer. Enabled by these capabilities, we demonstrate for the first time a constant-depth procedure for creating a toric code ground state in real-time. In addition to reaching high stabilizer fidelities, we create a non-Abelian defect whose presence is confirmed by transmuting anyons via braiding. This work clears the way towards creating complex topological orders in the lab and exploring deterministic non-unitary dynamics via measurement and feed-forward.
• Abstract（参考訳）: 量子系は、schr\"odinger方程式または波動関数崩壊の2つの方法で時間とともに進化する。 これまでのところ、量子多体系の決定論的制御は、測定の確率論的性質のため、前者に焦点を当てている。 例えば、ユニタリ力学に制限された場合、長い範囲の絡み合った状態を作るには広い回路深さを必要とする。 本研究では,QuantinuumのH1プログラム型イオントラップ量子コンピュータ上で,中間回路計測とフィードフォワードを用いて決定論的非単位ダイナミクスを実装した。 これらの機能を有効にすることで、リアルタイムにtoricコード基底状態を作成するための、常に詳細な手順を初めて実証する。 高安定化率のフィディティに達することに加えて、ブレイディングを介してエノンを変換することによって存在が確認される非アベル欠陥を生成する。 この研究は、実験室で複雑なトポロジカルオーダーを作成する方法を明確にし、測定とフィードフォワードを通じて決定論的非ユニタリダイナミクスを探求する。

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