論文の概要: Creation of Non-Abelian Topological Order and Anyons on a Trapped-Ion Processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.03766v1
• Date: Fri, 5 May 2023 18:01:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-09 19:42:48.237467
• Title: Creation of Non-Abelian Topological Order and Anyons on a Trapped-Ion Processor
• Title（参考訳）: 非アベリアトポロジカル秩序の創出とトラップイオンプロセッサ上の異性体
• Authors: Mohsin Iqbal, Nathanan Tantivasadakarn, Ruben Verresen, Sara L. Campbell, Joan M. Dreiling, Caroline Figgatt, John P. Gaebler, Jacob Johansen, Michael Mills, Steven A. Moses, Juan M. Pino, Anthony Ransford, Mary Rowe, Peter Siegfried, Russell P. Stutz, Michael Foss-Feig, Ashvin Vishwanath, and Henrik Dreyer
• Abstract要約: 非アベリアトポロジカル位(非アベリアトポロジカル位、非アベリアトポロジカル位、非アベリアトポロジカル位、非アベリアトポロジカル位、非アベリアトポロジカル位、非アベリアトポロジカル位)は 非アベリアTOの非アベリアTOの最初の曖昧な実現を示し、そのエノンの制御を実証する。
• 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: Non-Abelian topological order (TO) is a coveted state of matter with remarkable properties, including quasiparticles that can remember the sequence in which they are exchanged. These anyonic excitations are promising building blocks of fault-tolerant quantum computers. However, despite extensive efforts, non-Abelian TO and its excitations have remained elusive, unlike the simpler quasiparticles or defects in Abelian TO. In this work, we present the first unambiguous realization of non-Abelian TO and demonstrate control of its anyons. Using an adaptive circuit on Quantinuum's H2 trapped-ion quantum processor, we create the ground state wavefunction of $D_4$ TO on a kagome lattice of 27 qubits, with fidelity per site exceeding $98.4\%$. By creating and moving anyons along Borromean rings in spacetime, anyon interferometry detects an intrinsically non-Abelian braiding process. Furthermore, tunneling non-Abelions around a torus creates all 22 ground states, as well as an excited state with a single anyon -- a peculiar feature of non-Abelian TO. This work illustrates the counterintuitive nature of non-Abelions and enables their study in quantum devices.
• Abstract（参考訳）: 非可換位相次数 (non-abelian topological order, to) は、それらが交換される順序を記憶できる準粒子を含む、顕著な性質を持つ物質の対流状態である。 これらの正準励起は、フォールトトレラント量子コンピュータのブロックを構築することを約束している。 しかし、多くの努力にもかかわらず、非アベリアTOとその励起は、アベリアTOのより単純な準粒子や欠陥とは異なり、解明され続けている。 本研究では,非可換環を初めて非あいまいに実現し,そのアノンの制御を実証する。 QuantinuumのH2トラップイオン量子プロセッサ上の適応回路を用いて、27量子ビットのカゴメ格子上にD_4$TOの基底状態波動関数を生成し、サイト当たりの忠実度は9,8.4 %$を超える。 時空におけるボローム環に沿ったエノンの生成と移動により、エノン干渉計は本質的に非アベリアのブレイディング過程を検出する。 さらに、トーラスの周りの非アベリオンをトンネルすると、22の基底状態がすべて生成され、1つのエノンが励起状態となる。 この研究は非可換の直観に反する性質を示し、量子デバイスでの研究を可能にする。

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