論文の概要: Realizing the Nishimori transition across the error threshold for
constant-depth quantum circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.02863v2
- Date: Fri, 8 Dec 2023 13:18:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-11 18:26:33.396796
- Title: Realizing the Nishimori transition across the error threshold for
constant-depth quantum circuits
- Title（参考訳）: 定数深さ量子回路の誤差しきい値における西森遷移の実現
- Authors: Edward H. Chen, Guo-Yi Zhu, Ruben Verresen, Alireza Seif, Elisa
B\"aumer, David Layden, Nathanan Tantivasadakarn, Guanyu Zhu, Sarah Sheldon,
Ashvin Vishwanath, Simon Trebst, Abhinav Kandala
- Abstract要約: 127個の超伝導量子ビットデバイス上での最も単純な長距離オーダーの生成について検討する。
コヒーレントおよび非コヒーレント誤差率を実験的に調整することにより、2つの空間次元におけるこの復号された長距離秩序の安定性を実証する。
本研究は,100量子ビットを超える量子プロセッサ上で,測定に基づく状態準備が有意義に探索可能であることを示す。
- 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: Preparing quantum states across many qubits is necessary to unlock the full
potential of quantum computers. However, a key challenge is to realize
efficient preparation protocols which are stable to noise and gate
imperfections. Here, using a measurement-based protocol on a 127
superconducting qubit device, we study the generation of the simplest
long-range order -- Ising order, familiar from Greenberger-Horne-Zeilinger
(GHZ) states and the repetition code -- on 54 system qubits. Our efficient
implementation of the constant-depth protocol and classical decoder shows
higher fidelities for GHZ states compared to size-dependent, unitary protocols.
By experimentally tuning coherent and incoherent error rates, we demonstrate
stability of this decoded long-range order in two spatial dimensions, up to a
critical point which corresponds to a transition belonging to the unusual
Nishimori universality class. Although in classical systems Nishimori physics
requires fine-tuning multiple parameters, here it arises as a direct result of
the Born rule for measurement probabilities -- locking the effective
temperature and disorder driving this transition. Our study exemplifies how
measurement-based state preparation can be meaningfully explored on quantum
processors beyond a hundred qubits.
- Abstract（参考訳）: 多くの量子ビットにまたがる量子状態の準備は、量子コンピュータのポテンシャルを完全に解き放つために必要である。
しかしながら、ノイズやゲートの不完全さに安定した効率的な準備プロトコルを実現することが重要な課題である。
ここでは、127個の超伝導量子ビットデバイス上の測定ベースのプロトコルを用いて、54個の系量子ビット上で、グリーンベルガー・ホルン・ザイリンガー状態(GHZ)と繰り返し符号(英語版)に精通した最も単純な長距離オーダー(Ising Order)の生成について研究する。
定数深度プロトコルと古典デコーダの効率的な実装により、GHZ状態の忠実度は、サイズ依存のユニタリプロトコルと比較して高い。
コーヒーレントおよび非コヒーレント誤差率を実験的に調整することにより、この復号された長距離秩序の2次元における安定性を、異常な西森普遍性クラスに属する遷移に対応する臨界点まで示す。
古典的なシステムでは、西森物理学は複数のパラメータを微調整する必要があるが、ここでは、測定確率のボルン則の直接的な結果として生じる。
本研究は、100量子ビットを超える量子プロセッサ上で測定に基づく状態準備が有意義に探究できることを示す。
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