論文の概要: Robust teleportation of a surface code and cascade of topological quantum phase transitions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.04767v3
• Date: Fri, 25 Oct 2024 10:55:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-28 13:33:24.423955
• Title: Robust teleportation of a surface code and cascade of topological quantum phase transitions
• Title（参考訳）: 位相量子相転移の表面符号とカスケードのロバストテレポーテーション
• Authors: Finn Eckstein, Bo Han, Simon Trebst, Guo-Yi Zhu,
• Abstract要約: 本研究では,小ベル計測を用いた長距離絡み合った表面コード状態の伝送プロトコルについて検討する。 無限に弱い絡み合いは、自己双対位相曲面コードをテレポートするのに十分である。 我々のプロトコルは、動的にRydberg原子配列で容易に実装でき、量子測定のパワーを実演するためのガイダンスを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.446931518819875
• License:
• Abstract: Teleportation is a facet where quantum measurements can act as a powerful resource in quantum physics, as local measurements allow to steer quantum information in a non-local way. While this has long been established for a single Bell pair, the teleportation of a many-qubit entangled state using non-maximally entangled resources presents a fundamentally different challenge. Here we investigate a tangible protocol for teleporting a long-range entangled surface code state using elementary Bell measurements and its stability in the presence of coherent errors that weaken the Bell entanglement. We relate the underlying threshold problem to the physics of anyon condensation under weak measurements and map it to a variant of the Ashkin-Teller model of statistical mechanics with Nishimori type disorder, which gives rise to a cascade of phase transitions. Tuning the angle of the local Bell measurements, we find a continuously varying threshold. Notably, the threshold moves to infinity for the $X+Z$ angle along the self-dual line -- indicating that infinitesimally weak entanglement is sufficient in teleporting a self-dual topological surface code. Our teleportation protocol, which can be readily implemented in dynamically configurable Rydberg atom arrays, thereby gives guidance for a practical demonstration of the power of quantum measurements.
• Abstract（参考訳）: テレポーテーション(英: Teleportation)は、量子物理学において量子測定が強力な資源として機能し、局所的な測定によって非局所的な方法で量子情報を操ることができるファセットである。 これはベル対として長い間確立されてきたが、最大でないリソースを用いた多ビットの絡み合った状態のテレポーテーションは、根本的に異なる課題を示す。 本稿では,ベル計測による長距離絡み合う表面のコード状態のテレポートと,ベル絡みを弱めるコヒーレントエラーの存在下での安定性について検討する。 本研究は, 西森型障害を伴う統計力学のアシュキン・テラーモデルの変種に対応し, 位相遷移のカスケードを生じさせる。 局所ベル測定の角度を調整すると、連続的に変化する閾値が見つかる。 特に、閾値は自己双対線に沿った$X+Z$角の無限大へと移動し、無限に弱い絡み合いが自己双対位相曲面コードをテレポートするのに十分であることを示す。 本稿では,動的に構成可能なRydberg原子配列で容易に実装可能なテレポーテーションプロトコルについて述べる。

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