論文の概要: Playing nonlocal games across a topological phase transition on a
quantum computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.04829v1
- Date: Thu, 7 Mar 2024 19:00:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-11 21:54:59.783199
- Title: Playing nonlocal games across a topological phase transition on a
quantum computer
- Title（参考訳）: 量子コンピュータ上の位相相転移における非局所ゲーム
- Authors: Oliver Hart, David T. Stephen, Dominic J. Williamson, Michael
Foss-Feig, and Rahul Nandkishore
- Abstract要約: 我々は、トポロジカルに順序付けられた物質相が量子優位性をもたらす資源であるマルチプレイヤー量子ゲーム群を紹介する。
このロバスト性はQuantinuumのH1-1量子コンピュータで実験的に実証した。
また、ゲームのトポロジカル解釈について議論し、任意の数のプレイヤーを含む自然な一般化につながる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.21990652930491852
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Many-body quantum games provide a natural perspective on phases of matter in
quantum hardware, crisply relating the quantum correlations inherent in phases
of matter to the securing of quantum advantage at a device-oriented task. In
this paper we introduce a family of multiplayer quantum games for which
topologically ordered phases of matter are a resource yielding quantum
advantage. Unlike previous examples, quantum advantage persists away from the
exactly solvable point and is robust to arbitrary local perturbations,
irrespective of system size. We demonstrate this robustness experimentally on
Quantinuum's H1-1 quantum computer by playing the game with a continuous family
of randomly deformed toric code states that can be created with constant-depth
circuits leveraging mid-circuit measurements and unitary feedback. We are thus
able to tune through a topological phase transition - witnessed by the loss of
robust quantum advantage - on currently available quantum hardware. This
behavior is contrasted with an analogous family of deformed GHZ states, for
which arbitrarily weak local perturbations destroy quantum advantage in the
thermodynamic limit. Finally, we discuss a topological interpretation of the
game, which leads to a natural generalization involving an arbitrary number of
players.
- Abstract（参考訳）: 多体量子ゲームは、量子ハードウェアにおける物質相に関する自然な視点を提供し、物質相に固有の量子相関をデバイス指向のタスクにおける量子優位性の確保と関連付ける。
本稿では、トポロジカルに順序付けられた物質相が量子優位性をもたらす資源であるマルチプレイヤー量子ゲーム群を紹介する。
以前の例とは異なり、量子優位性は正確に解ける点から遠ざかっており、系のサイズに関係なく任意の局所摂動に対して堅牢である。
量子量子コンピュータ h1-1 上でこの頑健性を実験的に実証し,中回路計測とユニタリフィードバックを駆使して一定深さの回路で生成可能な,ランダムに変形したトーリック符号状態の連続系でゲームを行う。
これにより、現在利用可能な量子ハードウェア上で、ロバストな量子アドバンテージが失われることによる、トポロジカルな位相遷移をチューニングできます。
この振舞いは変形したGHZ状態の類似の族と対照的であり、任意に弱い局所摂動は熱力学的極限における量子的優位性を破壊する。
最後に,ゲームの位相的解釈について考察し,任意の数のプレイヤーによる自然な一般化を導く。
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