論文の概要: Generation of 95-qubit genuine entanglement and verification of symmetry-protected topological phases

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.01978v1
• Date: Sun, 04 May 2025 03:40:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-06 18:49:35.361343
• Title: Generation of 95-qubit genuine entanglement and verification of symmetry-protected topological phases
• Title（参考訳）: 95量子ビット真の絡み合いの生成と対称性保護位相の検証
• Authors: Tao Jiang, Jianbin Cai, Junxiang Huang, Naibin Zhou, Yukun Zhang, Jiahao Bei, Guoqing Cai, Sirui Cao, Fusheng Chen, Jiang Chen, Kefu Chen, Xiawei Chen, Xiqing Chen, Zhe Chen, Zhiyuan Chen, Zihua Chen, Wenhao Chu, Hui Deng, Zhibin Deng, Pei Ding, Xun Ding, Zhuzhengqi Ding, Shuai Dong, Bo Fan, Daojin Fan, Yuanhao Fu, Dongxin Gao, Lei Ge, Jiacheng Gui, Cheng Guo, Shaojun Guo, Xiaoyang Guo, Lianchen Han, Tan He, Linyin Hong, Yisen Hu, He-Liang Huang, Yong-Heng Huo, Zuokai Jiang, Honghong Jin, Yunxiang Leng, Dayu Li, Dongdong Li, Fangyu Li, Jiaqi Li, Jinjin Li, Junyan Li, Junyun Li, Na Li, Shaowei Li, Wei Li, Yuhuai Li, Yuan Li, Futian Liang, Xuelian Liang, Nanxing Liao, Jin Lin, Weiping Lin, Dailin Liu, Hongxiu Liu, Maliang Liu, Xinyu Liu, Xuemeng Liu, Yancheng Liu, Haoxin Lou, Yuwei Ma, Lingxin Meng, Hao Mou, Kailiang Nan, Binghan Nie, Meijuan Nie, Jie Ning, Le Niu, Wenyi Peng, Haoran Qian, Hao Rong, Tao Rong, Huiyan Shen, Qiong Shen, Hong Su, Feifan Su, Chenyin Sun, Liangchao Sun, Tianzuo Sun, Yingxiu Sun, Yimeng Tan, Jun Tan, Longyue Tang, Wenbing Tu, Jiafei Wang, Biao Wang, Chang Wang, Chen Wang, Chu Wang, Jian Wang, Liangyuan Wang, Rui Wang, Shengtao Wang, Xiaomin Wang, Xinzhe Wang, Xunxun Wang, Yeru Wang, Zuolin Wei, Jiazhou Wei, Dachao Wu, Gang Wu, Jin Wu, Yulin Wu, Shiyong Xie, Lianjie Xin, Yu Xu, Chun Xue, Kai Yan, Weifeng Yang, Xinpeng Yang, Yang Yang, Yangsen Ye, Zhenping Ye, Chong Ying, Jiale Yu, Qinjing Yu, Wenhu Yu, Xiangdong Zeng, Chen Zha, Shaoyu Zhan, Feifei Zhang, Haibin Zhang, Kaili Zhang, Wen Zhang, Yiming Zhang, Yongzhuo Zhang, Lixiang Zhang, Guming Zhao, Peng Zhao, Xintao Zhao, Youwei Zhao, Zhong Zhao, Luyuan Zheng, Fei Zhou, Liang Zhou, Na Zhou, Shifeng Zhou, Shuang Zhou, Zhengxiao Zhou, Chengjun Zhu, Qingling Zhu, Guihong Zou, Haonan Zou, Qiang Zhang, Chao-Yang Lu, Cheng-Zhi Peng, Xiao Yuan, Ming Gong, Xiaobo Zhu, Jian-Wei Pan,
• Abstract要約: 95-qubitの1次元と72-qubitの2次元の真の絡み合ったクラスター状態の生成と検証に成功した。 以上の結果から,大規模絡み合いの発生と位相シミュレーションの進歩が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 65.36609782915427
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Symmetry-protected topological (SPT) phases are fundamental features of cluster states, serving as key resources for measurement-based quantum computation (MBQC). Generating large-scale cluster states and verifying their SPT phases are essential steps toward practical MBQC, which however still presents significant experimental challenges. In this work, we address these challenges by utilizing advanced superconducting hardware with optimized gate operations, enhanced readout fidelity, and error mitigation techniques. We successfully generate and verify 95-qubit one-dimensional and 72-qubit two-dimensional genuine entangled cluster states, achieving fidelities of $0.5603 \pm 0.0084$ and $0.5519 \pm 0.0054$, respectively. Leveraging these high-fidelity cluster states, we investigate SPT phases through quantum teleportation across all 95 qubits and demonstrate input-state-dependent robustness against symmetry-breaking perturbations, highlighting the practicality and intrinsic robustness of MBQC enabled by the SPT order. Our results represent a significant advancement in large-scale entanglement generation and topological phase simulation, laying the foundation for scalable and practical MBQC using superconducting quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 対称性保護トポロジカル(SPT)相はクラスター状態の基本的特徴であり、測定ベースの量子計算(MBQC)の鍵となる。 大規模クラスタ状態の生成とSPTフェーズの検証は,実際的なMBQCに向けた重要なステップである。 本研究は, ゲート操作の最適化, 読み出し精度の向上, エラー軽減技術による, 高度な超伝導ハードウェアを活用することで, これらの課題に対処するものである。 95-qubit 1次元と72-qubit 2次元の真の絡み合ったクラスター状態を生成し,それぞれ0.5603 \pm 0.0084$と0.5519 \pm 0.0054$の忠実度を達成した。 これらの高忠実度クラスター状態を利用して、95量子ビットの量子テレポーテーションによるSPT位相を解析し、SPT秩序によって実現されたMBQCの実用性と本質的な堅牢性を明らかにする。 この結果は,超伝導量子系を用いたスケーラブルで実用的なMBQCの基礎となる,大規模絡み合い生成と位相シミュレーションの大幅な進歩を示す。

関連論文リスト

• Robust Simulations of Many-Body Symmetry-Protected Topological Phase Transitions on a Quantum Processor [7.515748475237134]
  トポロジーと対称性は物質の量子相を特徴づける上で重要な役割を果たす。 近年の進歩により、多体系における対称性保護トポロジカル(SPT)相が明らかにされている。 量子コンピュータ上でのIsing-clusterモデルの多体基底状態のロバストなシミュレーションを実演する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-11T18:00:02Z)
• Super-Robust Nonadiabatic Holonomic Quantum Computation in coherence-protected Superconducting Circuits [0.35998666903987897]
  Decoherence-Free Subspace (DFS)における超ロバストNHQC計画 超伝導量子ビットのスケーラブルな2次元正方格子上での普遍ゲート演算が可能となる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-10T15:45:57Z)
• Computational Characterization of Symmetry-Protected Topological Phases in Open Quantum Systems [0.0]
  ゲート忠実度(英: Gate fidelity)は、測定に基づく量子計算の計算能力の尺度である。 非局所文字列順序パラメータの和によって与えられるアイデンティティゲートの忠実度が重要な役割を果たすことを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-28T17:00:17Z)
• Early Fault-Tolerant Quantum Algorithms in Practice: Application to Ground-State Energy Estimation [39.20075231137991]
  地中エネルギー推定問題に着目した早期フォールトトレラント量子アルゴリズムの実現可能性について検討する。 これらの手法をより大きなシステムサイズに拡張することは、大きなサポートのためのCDFの滑らかさ、真の基底状態との重なり合いに対する厳密な下限の欠如、高品質な初期状態を作成するのが困難である、という3つの大きな課題を浮き彫りにする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-06T18:00:03Z)
• Mitigating Errors on Superconducting Quantum Processors through Fuzzy Clustering [38.02852247910155]
  新しいQuantum Error Mitigation(QEM)技術では、Fizzy C-Meansクラスタリングを使用して測定エラーパターンを特定できる。 実 NISQ 5-qubit 量子プロセッサのサブセットとして得られた 2-qubit レジスタ上で,この手法の原理的検証を報告する。 我々は、FCMベースのQEM技術により、単一および2ビットゲートベースの量子回路の期待値が合理的に改善できることを実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-02T14:02:45Z)
• Beyond MP2 initialization for unitary coupled cluster quantum circuits [0.0]
  ユニタリ結合クラスタ(UCC)アンサッツは、高精度な結果を達成するための有望なツールである。 我々は,効率的なスパース波動関数回路ソルバを用いることで,UCCシミュレーションの最先端を推し進める。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-13T17:06:50Z)
• Fidelity Strange Correlators for Average Symmetry-Protected Topological Phases [5.958323632083269]
  平均対称性-検出された位相位相は、障害やデコヒーレンスによって影響を受ける量子系に拡張される。 境界のない単一バルク密度行列上で直接動作する奇妙な相関器(FSC)を導入する。 我々の研究は、オープン量子系におけるこれらの興味深いトポロジカルな物質相を特定するための基礎となる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-31T17:12:02Z)
• Symmetric Pruning in Quantum Neural Networks [111.438286016951]
  量子ニューラルネットワーク(QNN)は、現代の量子マシンの力を発揮する。 ハンドクラフト対称アンサーゼを持つQNNは、一般に非対称アンサーゼを持つものよりも訓練性が高い。 本稿では,QNNのグローバル最適収束を定量化するために,実効量子ニューラルネットワークカーネル(EQNTK)を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-30T08:17:55Z)
• Synergy Between Quantum Circuits and Tensor Networks: Short-cutting the Race to Practical Quantum Advantage [43.3054117987806]
  本稿では,量子回路の初期化を最適化するために,古典計算資源を利用するスケーラブルな手法を提案する。 本手法は, PQCのトレーニング性, 性能を, 様々な問題において著しく向上させることを示す。 古典的コンピュータを用いて限られた量子資源を増強する手法を実証することにより、量子コンピューティングにおける量子と量子に着想を得たモデル間の相乗効果を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-29T15:24:03Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。