論文の概要: Creating and controlling global Greenberger-Horne-Zeilinger entanglement on quantum processors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.08284v2
- Date: Sun, 13 Oct 2024 08:36:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-15 17:54:14.973016
- Title: Creating and controlling global Greenberger-Horne-Zeilinger entanglement on quantum processors
- Title（参考訳）: 量子プロセッサにおけるグローバルグリーンベルガー・ホルン・ザイリンガー絡みの生成と制御
- Authors: Zehang Bao, Shibo Xu, Zixuan Song, Ke Wang, Liang Xiang, Zitian Zhu, Jiachen Chen, Feitong Jin, Xuhao Zhu, Yu Gao, Yaozu Wu, Chuanyu Zhang, Ning Wang, Yiren Zou, Ziqi Tan, Aosai Zhang, Zhengyi Cui, Fanhao Shen, Jiarun Zhong, Tingting Li, Jinfeng Deng, Xu Zhang, Hang Dong, Pengfei Zhang, Yang-Ren Liu, Liangtian Zhao, Jie Hao, Hekang Li, Zhen Wang, Chao Song, Qiujiang Guo, Biao Huang, H. Wang,
- Abstract要約: Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) は量子物理学の基礎において重要な役割を果たす。
本稿では,大規模GHZエンタングルメントの生成,保存,操作に関する一般的な戦略を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 20.335679096442604
- License:
- Abstract: Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) states, also known as two-component Schr\"{o}dinger cats, play vital roles in the foundation of quantum physics and, more attractively, in future quantum technologies such as fault-tolerant quantum computation. Enlargement in size and coherent control of GHZ states are both crucial for harnessing entanglement in advanced computational tasks with practical advantages, which unfortunately pose tremendous challenges as GHZ states are vulnerable to noise. Here we propose a general strategy for creating, preserving, and manipulating large-scale GHZ entanglement, and demonstrate a series of experiments underlined by high-fidelity digital quantum circuits. For initialization, we employ a scalable protocol to create genuinely entangled GHZ states with up to 60 qubits, almost doubling the previous size record. For protection, we take a new perspective on discrete time crystals (DTCs), originally for exploring exotic nonequilibrium quantum matters, and embed a GHZ state into the eigenstates of a tailor-made cat scar DTC to extend its lifetime. For manipulation, we switch the DTC eigenstates with in-situ quantum gates to modify the effectiveness of the GHZ protection. Our findings establish a viable path towards coherent operations on large-scale entanglement, and further highlight superconducting processors as a promising platform to explore nonequilibrium quantum matters and emerging applications.
- Abstract（参考訳）: Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) 状態は、2成分のSchr\"{o}dinger catとしても知られ、量子物理学の基礎や、フォールトトレラント量子計算のような将来の量子技術において重要な役割を果たす。
GHZ状態のサイズの拡大とコヒーレントな制御はどちらも、高度な計算タスクの絡み合いを実用的な利点で活用するために重要であるが、GHZ状態はノイズに弱いため、残念ながら大きな課題を生じさせる。
本稿では、大規模GHZエンタングルメントの生成、保存、操作のための一般的な戦略を提案し、高忠実度デジタル量子回路によって導かれた一連の実験を実証する。
初期化には、拡張性のあるプロトコルを使用して、60キュービットまでの真に絡み合ったGHZ状態を生成する。
保護のために、離散時間結晶(DTC)についての新しい視点を取り、もともとは非平衡量子物質を探索するためであり、GHZ状態は、その寿命を延長するために、テーラーメイドの猫の傷跡 DTC の固有状態に埋め込む。
操作のために、GHZ保護の有効性を変更するために、DTC固有状態をin-situ量子ゲートで切り替える。
本研究は, 大規模エンタングルメントにおけるコヒーレント操作への道筋を確立し, 超伝導プロセッサを非平衡量子問題と新興応用を探求するための有望なプラットフォームとして強調した。
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