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/2310.20432v3
• Date: Wed, 27 Mar 2024 08:46:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-03-28 22:42:58.924894
• 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
• 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。 結果は、物理効果をシミュレートするマルチレベル(量子)プロセッサの潜在的な利点を示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 26.16988649207652
• 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。 本研究は,非単項パリティ時間対称系のシミュレーションに焦点をあてるものである。 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。 捕捉されたイオンの配列と超伝導トランスモンの2つの物理プラットフォームを使用し、それらの3つのエネルギーレベルをデジタル的に制御することにより、パリティ時対称性破壊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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