論文の概要: Demonstration of a parity-time symmetry breaking phase transition using
superconducting and trapped-ion qutrits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.20432v1
- Date: Tue, 31 Oct 2023 13:10:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-01 15:07:37.698016
- Title: Demonstration of a parity-time symmetry breaking phase transition using
superconducting and trapped-ion qutrits
- Title（参考訳）: 超伝導およびトラップイオンクォートを用いたパリティ時対称性破壊相転移の実証
- Authors: Alena S. Kazmina, Ilia V. Zalivako, Alexander S. Borisenko, Nikita A.
Nemkov, Anastasiia S. Nikolaeva, Ilya A. Simakov, Arina V. Kuznetsova, Elena
Yu. Egorova, Kristina P. Galstyan, Nikita V. Semenin, Andrey E. Korolkov,
Ilya N. Moskalenko, Nikolay N. Abramov, Ilya S. Besedin, Daria A. Kalacheva,
Viktor B. Lubsanov, Aleksey N. Bolgar, Evgeniy O. Kiktenko, Ksenia Yu.
Khabarova, Alexey Galda, Ilya A. Semerikov, Nikolay N. Kolachevsky, Nataliya
Maleeva, Aleksey K. Fedorov
- Abstract要約: 我々は、この非平衡相転移を実現することができる3レベル量子系であるクォートリットを示す。
本結果は,物理効果のシミュレーションにおけるマルチレベル(量子)プロセッサの可能性を示している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 26.462576978705634
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Scalable quantum computers hold the promise to solve hard computational
problems, such as prime factorization, combinatorial optimization, simulation
of many-body physics, and quantum chemistry. While being key to understanding
many real-world phenomena, simulation of non-conservative quantum dynamics
presents a challenge for unitary quantum computation. In this work, we focus on
simulating non-unitary parity-time symmetric systems, which exhibit a
distinctive symmetry-breaking phase transition as well as other unique features
that have no counterpart in closed systems. We show that a qutrit, a
three-level quantum system, is capable of realizing this non-equilibrium phase
transition. By using two physical platforms - an array of trapped ions and a
superconducting transmon - and by controlling their three energy levels in a
digital manner, we experimentally simulate the parity-time symmetry-breaking
phase transition. Our results indicate the potential advantage of multi-level
(qudit) processors in simulating physical effects, where additional accessible
levels can play the role of a controlled environment.
- Abstract（参考訳）: スケーラブルな量子コンピュータは、素因数分解、組合せ最適化、多体物理学のシミュレーション、量子化学といった難しい計算問題を解くことを約束している。
多くの実世界の現象を理解する上で鍵となる一方で、非保守量子力学のシミュレーションはユニタリ量子計算の課題である。
本研究では,非ユニタリなパリティ時間対称系をシミュレートすることに焦点を当て,特異な対称性破壊位相遷移を示す。
我々は、この非平衡相転移を実現することができる3レベル量子系であるクォートリットを示す。
2つの物理的プラットフォーム(捕捉イオンの配列と超伝導トランスモン)を使い、それらの3つのエネルギー準位をデジタル的に制御することで、パリティタイム対称性の破壊的相転移を実験的にシミュレートする。
以上の結果から,物理効果をシミュレートするマルチレベル(量子)プロセッサの利点が示唆された。
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