論文の概要: Simulating Floquet scrambling circuits on trapped-ion quantum computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.07613v2
• Date: Thu, 6 Jun 2024 00:42:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-07 20:23:24.044888
• Title: Simulating Floquet scrambling circuits on trapped-ion quantum computers
• Title（参考訳）: トラップイオン量子コンピュータにおけるフロケスクランブル回路のシミュレーション
• Authors: Kazuhiro Seki, Yuta Kikuchi, Tomoya Hayata, Seiji Yunoki,
• Abstract要約: 情報スクランブルは量子コンピューティングの有望な応用の1つである。 本稿では,Hayden-Preskillリカバリプロトコルと,アウト・オブ・タイム・オー・オー・オー・オー・タイムの相関器を計算するためのインターフェロメトリプロトコルを実証する。 生成したスクランブル回路の応用として、局所演算子のマイクロカノニカル期待値の計算を実験的に実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6843496572893532
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Complex quantum many-body dynamics spread initially localized quantum information across the entire system. Information scrambling refers to such a process, whose simulation is one of the promising applications of quantum computing. We demonstrate the Hayden-Preskill recovery protocol and the interferometric protocol for calculating out-of-time-ordered correlators to study the scrambling property of a one-dimensional kicked-Ising model on 20-qubit trapped-ion quantum processors. The simulated quantum circuits have a geometrically local structure that exhibits the ballistic growth of entanglement, resulting in the circuit depth being linear in the number of qubits for the entire state to be scrambled. We experimentally confirm the growth of signals in the Hayden-Preskill recovery protocol and the decay of out-of-time-ordered correlators at late times. As an application of the created scrambling circuits, we also experimentally demonstrate the calculation of the microcanonical expectation values of local operators adopting the idea of thermal pure quantum states.
• Abstract（参考訳）: 複雑な量子多体ダイナミクスは、最初はシステム全体に局在した量子情報を拡散した。 情報スクランブル(英: information scrambling)とは、量子コンピューティングの有望な応用の1つであるシミュレーションをいう。 本研究では,20量子ビットトラップイオン量子プロセッサ上での1次元キックドイシングモデルのスクランブル特性を解析するために,Hayden-Preskillリカバリプロトコルと,時間外相関器を計算するためのインターフェロメトリプロトコルを実証する。 シミュレーションされた量子回路は、幾何学的に局所的な構造を持ち、絡み合いの弾道的な成長を示し、結果として回路深さは、状態全体をスクランブルするクォービットの数で線形となる。 我々は,Hayden-Preskillリカバリプロトコルにおける信号の増大と,近年の時間外相関器の崩壊を実験的に確認した。 生成したスクランブル回路の応用として、熱純量子状態の考え方を採用した局所演算子のマイクロカノニカル期待値の計算を実験的に実証する。

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