論文の概要: Measurement-and Feedback-Driven Non-Equilibrium Phase Transitions on a Quantum Processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.07966v1
• Date: Mon, 08 Dec 2025 19:02:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-10 22:28:07.695226
• Title: Measurement-and Feedback-Driven Non-Equilibrium Phase Transitions on a Quantum Processor
• Title（参考訳）: 量子プロセッサ上の測定・フィードバック駆動非平衡相転移
• Authors: Zhiyi Wu, Xuandong Sun, Songlei Wang, Jiawei Zhang, Xiaohan Yang, Ji Chu, Jingjing Niu, Youpeng Zhong, Xiao Chen, Zhi-Cheng Yang, Dapeng Yu,
• Abstract要約: 我々は、平均量子非破壊率98.7%で大域的な中間回路計測を可能にする超伝導量子プロセッサを開発した。 量子チャネルにおける吸収状態遷移と、個々の量子軌道のレベルでの測定誘起エンタングルメント遷移の共存を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.098031677785405
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Mid-circuit measurements and feedback operations conditioned on the measurement outcomes are essential for implementing quantum error-correction on quantum hardware. When integrated in quantum many-body dynamics, they can give rise to novel non-equilibrium phase transitions both at the level of each individual quantum trajectory and the averaged quantum channel. Experimentally resolving both transitions on realistic devices has been challenging due to limitations on the fidelity and the significant latency for performing mid-circuit measurements and feedback operations in real time. Here, we develop a superconducting quantum processor that enables global mid-circuit measurement with an average quantum non-demolition (QND) fidelity of 98.7% and fast conditional feedback with a 200 ns real-time decision latency. Using this platform, we demonstrate the coexistence of an absorbing-state transition in the quantum channel and a measurement-induced entanglement transition at the level of individual quantum trajectories. For the absorbing-state transition, we experimentally extract a set of critical exponents at the transition point, which is in excellent agreement with the directed percolation universality class. Crucially, the two transitions occur at distinct values of the tuning parameter. Our results demonstrate that adaptive quantum circuits provide a powerful platform for exploring non-equilibrium quantum many-body dynamics.
• Abstract（参考訳）: 量子ハードウェア上での量子エラー補正の実装には,中間回路計測とフィードバック操作が不可欠である。 量子多体力学に統合されると、個々の量子軌道と平均量子チャネルの両方のレベルで新しい非平衡相転移が起こる。 実機で両方のトランジションを実験的に解決することは、忠実さの限界と、ミッド・サーキットの測定とフィードバック操作をリアルタイムで実行するための大きな遅延のために困難である。 本稿では,平均量子非破壊率98.7%,高速条件フィードバック200 nsのリアルタイム決定遅延による大域的な中間回路計測を可能にする超伝導量子プロセッサを開発した。 このプラットフォームを用いて、量子チャネルにおける吸収状態遷移と、個々の量子軌道のレベルでの測定誘起エンタングルメント遷移の共存を実証する。 吸収状態遷移に対しては,遷移点における臨界指数の集合を実験的に抽出する。 重要なことに、2つの遷移はチューニングパラメータの異なる値で起こる。 この結果から、適応量子回路は、非平衡量子多体ダイナミクスを探索するための強力なプラットフォームを提供することが示された。

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