論文の概要: Qutrit Toric Code and Parafermions in Trapped Ions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.04185v1
• Date: Wed, 06 Nov 2024 19:00:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-08 19:37:32.614702
• Title: Qutrit Toric Code and Parafermions in Trapped Ions
• Title（参考訳）: トラップイオン中のクエントトーリックコードとパラフェミオン
• Authors: Mohsin Iqbal, Anasuya Lyons, Chiu Fan Bowen Lo, Nathanan Tantivasadakarn, Joan Dreiling, Cameron Foltz, Thomas M. Gatterman, Dan Gresh, Nathan Hewitt, Craig A. Holliman, Jacob Johansen, Brian Neyenhuis, Yohei Matsuoka, Michael Mills, Steven A. Moses, Peter Siegfried, Ashvin Vishwanath, Ruben Verresen, Henrik Dreyer,
• Abstract要約: トラップされたイオン量子プロセッサにおいて、24クォートリット上のZ3トーリック符号の基底状態を作成する。 従来のqubitのトーリックコードを超える2種類の欠陥を操作します。 我々の研究は、量子シミュレーションや普遍的な誤り訂正符号に用いる自由度で長距離の絡み合った状態の空間を開放する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: The development of programmable quantum devices can be measured by the complexity of manybody states that they are able to prepare. Among the most significant are topologically ordered states of matter, which enable robust quantum information storage and processing. While topological orders are more readily accessible with qudits, experimental realisations have thus far been limited to lattice models of qubits. Here, we prepare a ground state of the Z3 toric code state on 24 qutrits in a trapped ion quantum processor with fidelity per qutrit exceeding 96.5(3)%. We manipulate two types of defects which go beyond the conventional qubit toric code: a parafermion, and its bound state which is related to charge conjugation symmetry. We further demonstrate defect fusion and the transfer of entanglement between anyons and defects, which we use to control topological qutrits. Our work opens up the space of long-range entangled states with qudit degrees of freedom for use in quantum simulation and universal error-correcting codes.
• Abstract（参考訳）: プログラム可能な量子デバイスの開発は、準備できる多くの人の複雑さによって測定できる。 最も重要なものは、トポロジカルに順序づけられた物質の状態であり、堅牢な量子情報保存と処理を可能にする。 位相的順序は立方体でより容易にアクセスできるが、実験的な実現はこれまで、量子ビットの格子モデルに限られてきた。 ここでは、捕獲されたイオン量子プロセッサにおいて、Z3トーリック符号状態の基底状態が96.5(3)%を超えている。 我々は、従来のクビットトーリック符号を超える2種類の欠陥、すなわちパラフェルミオンと電荷共役対称性に関連する境界状態を操作する。 さらに, トポロジカルクォートを制御するために使用する, 欠陥融合と, 異方体と欠陥間の絡み合いの移動を実証する。 我々の研究は、量子シミュレーションや普遍的な誤り訂正符号に用いる自由度で長距離の絡み合った状態の空間を開放する。

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