論文の概要: Learning transitions of topological surface codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.19786v1
• Date: Mon, 22 Dec 2025 19:00:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-24 19:17:49.635606
• Title: Learning transitions of topological surface codes
• Title（参考訳）: 位相曲面符号の学習遷移
• Authors: Finn Eckstein, Bo Han, Simon Trebst, Guo-Yi Zhu,
• Abstract要約: トポロジカル量子秩序は、ロバストで長距離の絡み合った多体量子状態において論理量子情報を符号化することができる。 i) 量子状態の位相順序をデコヒーレントにし、 (ii) 論理情報がどれだけスナップショットから学べるか? ここでは、これらの疑問に全量子ビットの均一な測定で対処する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 21.762451041359906
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: For the surface code, topological quantum order allows one to encode logical quantum information in a robust, long-range entangled many-body quantum state. However, if an observer probes this quantum state by performing measurements on the underlying qubits, thereby collecting an ensemble of highly correlated classical snapshots, two closely related questions arise: (i) do measurements decohere the topological order of the quantum state; and (ii) how much of the logical information can one learn from the snapshots? Here we address these questions for measurements in a uniform basis on all qubits. We find that for generic measurement angles, sufficiently far away from the Clifford X, Y, and Z directions (such as the X+Y+Z basis) the logical information is never lost in one of the following two ways: (i) for weak measurement, the topological order is absolutely robust; (ii) for projective measurement, the quantum state inevitably collapses, but the logical quantum information is faithfully transferred from the quantum system to the observer in the form of a tomographically complete classical shadow. At these generic measurement angles and in the projective-measurement limit, the measurement ensemble enforced by Born probabilities can be represented by a 2D tensor network that can be fermionized into a disordered, free-fermion network model in symmetry class DIII, which gives rise to a Majorana "metal" phase. When the measurement angle is biased towards the X or Z limits, a critical angle indicates the threshold of a learning transition beyond which the classical shadow no longer reveals full tomographic information (but reduces to a measurement of the logical X or Z state). This learning transition can be described in the language of the network model as a "metal to insulator" transition...
• Abstract（参考訳）: 表面符号では、トポロジカル量子秩序は、ロバストで長距離の絡み合った多体量子状態において論理量子情報を符号化することができる。 しかし、観測者が基礎となる量子ビットの測定を行うことでこの量子状態を探索すると、非常に相関の深い古典的スナップショットのアンサンブルを収集すると、2つの密接に関連する疑問が生じる。 一 量子状態のトポロジカル秩序を除いた測定を行い、 (ii) スナップショットからどのくらいの論理情報が学べますか? ここでは、これらの疑問に全量子ビットの均一な測定で対処する。 クリフォード X, Y, Z 方向から十分に遠い(X+Y+Z 基底のような)一般測度角の場合、論理情報は次の2つの方法のいずれかで失われることはない。 (i) 測度が弱ければ、トポロジカルな順序は絶対的に堅牢である。 (ii) 射影測定において、量子状態は必然的に崩壊するが、論理量子情報は、トモグラフィ的に完備な古典的影の形で、量子系から観測者へ忠実に転送される。 これらの一般的な測定角度と射影測定限界において、ボルン確率によって強制される測定アンサンブルは、2次元テンソルネットワークで表され、対称性クラス DIII の乱れのない自由フェルミオンネットワークモデルにフェミオン化され、マヨアナの「金属」相が生じる。 測定角度が X または Z の極限に偏っているとき、臨界角は古典的な影が完全なトモグラフィ情報を明らかにしないような学習遷移のしきい値を示す(ただし、論理的 X または Z の状態の測定に還元される)。 この学習遷移は、ネットワークモデルの言語で「金属から絶縁体への」遷移と記述できる。

関連論文リスト

• Critical phase and spin sharpening in SU(2)-symmetric monitored quantum circuits [1.188383832081829]
  Su(2)-symmetric monitored quantum circuits について検討する。 ボリューム法則の絡み合った位相と臨界位相の遷移を見いだす。 我々は「スピン・シャーピング遷移」を数値的に同定する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-22T18:00:01Z)
• Quantifying measurement-induced quantum-to-classical crossover using an open-system entanglement measure [49.1574468325115]
  本研究では, 連続測定による単一粒子の絡み合いについて検討した。 中間時間スケールでの絡み合いは測定強度の関数と同じ定性的挙動を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-06T09:45:11Z)
• Measurement-induced entanglement and teleportation on a noisy quantum processor [105.44548669906976]
  最大70個の超伝導量子ビット上の測定誘起量子情報相について検討した。 二重性マッピングを用いて、中間回路の測定を回避し、基礎となる位相の異なる表現にアクセスする。 我々の研究は、現在のNISQプロセッサの限界であるスケールでの計測誘起物理を実現するためのアプローチを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-08T18:41:53Z)
• Quantum jump metrology in a two-cavity network [0.0]
  干渉計では、量子物理学は測定精度を高めるために用いられる。 もう一つのアプローチは量子力学ジャンプ (L. A. Clark et al., Phys A 99, 022102] である。 提案手法は、複雑な量子状態がスケーラブルである必要なしに、標準的な量子限界を超えることができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-01-12T10:53:24Z)
• Beating the classical phase precision limit using a quantum neuromorphic platform [2.4937400423177767]
  位相測定は、古典的および量子的状態の両方において、科学の多くの分野において重要なタスクである。 ここでは、位相測定のための処理装置として、ランダムに結合された2レベルシステムの集合からなる量子ネットワークの使用を理論的にモデル化する。 我々は、標準量子極限、ハイゼンベルク極限などに続く位相精度スケーリングを実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-14T16:29:02Z)
• Observing a Topological Transition in Weak-Measurement-Induced Geometric Phases [55.41644538483948]
  特に弱測定は、システム上のバックアクションを通じて、様々なレベルのコヒーレント制御を可能にする可能性がある。 弱測定列によって誘導される幾何位相を測定し,測定強度によって制御される幾何位相の位相遷移を示す。 その結果、多体位相状態の測定可能な量子制御のための新しい地平線が開かれた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-10T19:00:00Z)
• Quantum Statistical Complexity Measure as a Signalling of Correlation Transitions [55.41644538483948]
  本稿では, 量子情報理論の文脈において, 統計的複雑性尺度の量子バージョンを導入し, 量子次数-次数遷移のシグナル伝達関数として利用する。 我々はこの測度を2つの正確に解けるハミルトンモデル、すなわち1D$量子イジングモデルとハイゼンベルクXXZスピン-1/2$チェーンに適用する。 また、考察されたモデルに対して、この測度を1量子および2量子の還元状態に対して計算し、その挙動を有限系のサイズと熱力学的限界に対して解析する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-02-05T00:45:21Z)

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。