論文の概要: Flow to Nishimori universality in weakly monitored quantum circuits with qubit loss

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.22720v1
• Date: Wed, 28 May 2025 18:00:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-30 18:14:07.454066
• Title: Flow to Nishimori universality in weakly monitored quantum circuits with qubit loss
• Title（参考訳）: 量子ビット損失の弱い量子回路における西森普遍性への流れ
• Authors: Malte Pütz, Romain Vasseur, Andreas W. W. Ludwig, Simon Trebst, Guo-Yi Zhu,
• Abstract要約: クビット損失とコヒーレントエラー(英: qubit loss and coherent error)は、長距離の絡み合いの形成を妨げる回路欠陥である。 本研究では,2種類の誤差が同時に発生する場合のしきい値挙動について検討し,投射安定度測定のクリフォード-レジームから離れると,パーコレーション臨界点が不安定になることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In circuit-based quantum state preparation, qubit loss and coherent errors are circuit imperfections that imperil the formation of long-range entanglement beyond a certain threshold. The critical theory at the threshold is a continuous entanglement transition known to be described by a (2+0)-dimensional non-unitary conformal field theory which, for the two types of imperfections of certain circuits, is described by either percolation or Nishimori criticality, respectively. Here we study the threshold behavior when the two types of errors simultaneously occur and show that, when moving away from the Clifford-regime of projective stabilizer measurements, the percolation critical point becomes unstable and the critical theory flows to Nishimori universality. We track this critical renormalization group (RG) crossover flow by mapping out the entanglement phase diagrams, parametrized by the probability and strength of random weak measurements, of two dual protocols preparing surface code or GHZ-class cat states from a parent cluster state via constant-depth circuits. Extensive numerical simulations, using hybrid Gaussian fermion and tensor network / Monte Carlo sampling techniques on systems with more than a million qubits, demonstrate that an infinitesimal deviation from the Clifford regime leads to a sudden, strongly non-monotonic entanglement growth at the incipient non-unitary RG flow. We argue that spectra of scaling dimensions of both the percolation and Nishimori fixed points exhibit multifractality. For percolation, we provide the exact (non-quadratic) multifractal spectrum of exponents, while for the Nishimori fixed point we show high-precision numerical results for five leading exponents characterizing multifractality.
• Abstract（参考訳）: クビット損失とコヒーレントエラー(英: qubit loss and coherent error)は、特定のしきい値を超える長距離絡みの形成を阻害する回路欠陥である。 しきい値における臨界理論は、(2+0)次元の非一様共形場理論によって記述されることが知られている連続的絡み合い遷移であり、ある回路の2種類の不完全性に対して、それぞれパーコレーションまたは西森臨界性によって記述される。 ここでは,2種類の誤差が同時に発生する場合のしきい値挙動について検討し,投射安定度測定のクリフォード-レジームから離れていくと,パーコレーション臨界点が不安定になり,臨界理論が西森普遍性に流れることを示す。 この臨界再正規化群 (RG) のクロスオーバーフローは、ランダムな弱測定の確率と強度によってパラメタ化され、親クラスタ状態から一定深度回路を介して表面コードまたはGHZクラス猫状態を作成する2つの二重プロトコルによって追跡される。 複合ガウスフェルミオンとテンソルネットワーク/モンテカルロサンプリング技術を用いた大規模数値シミュレーションにより、クリフォード政権からの無限小偏差は、初期非単位RGフローにおいて突然、強い非単調な絡み合い成長をもたらすことを示した。 パーコレーションと西森固定点のスケーリング次元のスペクトルは多フラクタル性を示す。 一方, 西森固定点では, マルチフラクタル性を特徴付ける5つの主要指数に対して高精度な数値結果を示す。

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