論文の概要: Disorder-induced topological pumping on a superconducting quantum processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.01530v1
• Date: Wed, 3 Jan 2024 03:57:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-04 15:08:44.907316
• Title: Disorder-induced topological pumping on a superconducting quantum processor
• Title（参考訳）: 超伝導量子プロセッサにおける障害誘起トポロジカルポンピング
• Authors: Yu Liu, Yu-Ran Zhang, Yun-Hao Shi, Tao Liu, Congwei Lu, Yong-Yi Wang, Hao Li, Tian-Ming Li, Cheng-Lin Deng, Si-Yun Zhou, Tong Liu, Jia-Chi Zhang, Gui-Han Liang, Zheng-Yang Mei, Wei-Guo Ma, Hao-Tian Liu, Zheng-He Liu, Chi-Tong Chen, Kaixuan Huang, Xiaohui Song, SP Zhao, Ye Tian, Zhongcheng Xiang, Dongning Zheng, Franco Nori, Kai Xu, Heng Fan
• Abstract要約: チューレスポンピング(Thouless pumping)は、断熱的循環進化中に励起される量子化された電荷を表す。 41量子ビット超伝導量子プロセッサを用いて,断熱ポンプのサイクルを実現するFloquetエンジニアリング技術を開発した。 障害の存在下でのThouless pumpingを観察し、障害の強度が増加するにつれてその分解を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 22.437412238586404
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Thouless pumping, a dynamical version of the integer quantum Hall effect, represents the quantized charge pumped during an adiabatic cyclic evolution. Here we report experimental observations of nontrivial topological pumping that is induced by disorder even during a topologically trivial pumping trajectory. With a 41-qubit superconducting quantum processor, we develop a Floquet engineering technique to realize cycles of adiabatic pumping by simultaneously varying the on-site potentials and the hopping couplings. We demonstrate Thouless pumping in the presence of disorder and show its breakdown as the strength of disorder increases. Moreover, we observe two types of topological pumping that are induced by on-site potential disorder and hopping disorder, respectively. Especially, an intrinsic topological pump that is induced by quasi-periodic hopping disorder has never been experimentally realized before. Our highly controllable system provides a valuable quantum simulating platform for studying various aspects of topological physics in the presence of disorder.
• Abstract（参考訳）: 量子ホール効果の動的バージョンであるthouless pumpingは、断熱的巡回進化中に励起される量子化された電荷を表す。 本稿では, トポロジカルなポンピング軌跡においても, 障害によって引き起こされる非自明なトポロジカルポンピングの実験的観察を報告する。 41量子ビット超伝導量子プロセッサを用いて,現場電位とホッピング結合を同時に変化させることで,断熱ポンプのサイクルを実現するFloquetエンジニアリング技術を開発した。 我々は,障害の存在下でのthouless pumpingを実演し,障害の強さが増すにつれてその崩壊を示す。 さらに,オンサイト電位障害とホッピング障害によって引き起こされる2種類の位相ポンピングを観察した。 特に準周期ホッピング障害によって引き起こされる固有のトポロジカルポンプは、これまで実験的に実現されていない。 高度に制御可能なシステムは、障害の存在下で位相物理学の様々な側面を研究する貴重な量子シミュレーションプラットフォームを提供する。

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