論文の概要: Resolving topological order crossovers on NISQ hardware
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.21707v1
- Date: Thu, 23 Jul 2026 18:00:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-27 20:58:56.964962
- Title: Resolving topological order crossovers on NISQ hardware
- Title（参考訳）: NISQハードウェアにおける位相次交叉の解法
- Authors: Ruizhe Shen, Yin Zhong, Ching Hua Lee,
- Abstract要約: 有限サイズ交叉に近い場合よりも, 強安定化器系では, プラケットセクタのシグネチャがより安定であることを示す。
我々は、層状代表量子ビット構成を用いて、物理2次元IBMプロセッサに実装を拡張した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.146013682510031
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Topological phases of matter provide a promising route toward robust quantum information processing, but on present-day noisy intermediate-scale quantum devices the experimentally relevant question is whether signatures of topological crossovers remain resolvable under realistic imperfections. Here, we address this question in the Wen--plaquette model through a two-stage strategy on the IBM Quantum hardware. We first use a tractable system to systematically characterize crossover signatures. Using variationally compiled equilibrium and quench-generated states, we resolve crossovers between stabilizer-dominated and trivial or disorder-dominated regimes through local plaquette stabilizers and a Wilson loop, and quantify their robustness against static disorder, deliberately amplified circuit noise, and effective non-Hermitian fields. The quench dynamics further reveal that plaquette-sector signatures remain substantially more stable deep in the strong-stabilizer regime than near the finite-size crossover. Building on the properties established in the small system, we extend the implementation to a physical two-dimensional IBM processor using a layered representative-qubit construction. The resulting lattice-averaged plaquette response exhibits only weak degradation under intentionally amplified local coherent perturbations. Together, these results connect controlled finite-size characterization with a scalable hardware implementation, providing a practical route for preparing and probing topological signatures on near-term quantum processors.
- Abstract（参考訳）: 物質のトポロジカルフェーズは、堅牢な量子情報処理への有望な経路を提供するが、現在のノイズの多い中間スケールの量子デバイスでは、トポロジカルクロスオーバーのシグネチャが現実的な不完全性の下で解決可能であるかどうかが実験的に疑問視されている。
ここでは、IBM Quantumハードウェア上での2段階戦略を通じて、Wen-plaquetteモデルでこの問題に対処する。
まず、クロスオーバーシグネチャを体系的に特徴付けるために、トラクタブルシステムを使用します。
変動的にコンパイルされた平衡状態とクエンチ生成状態を用いて、局所プラケット安定化器とウィルソンループを介して安定化器支配型と自明または乱れ支配型間の交差を解消し、静的な障害に対するロバスト性、意図的に増幅された回路ノイズ、有効非エルミタン場を定量化する。
クエンチ力学は、有限サイズの交叉に近いよりも、強い安定化剤系において、プラケット・セクターのシグネチャが実質的に安定であることを明らかにする。
小システムで確立された特性に基づいて実装を2次元IBMプロセッサに拡張し、層状代表量子ビット構成を用いる。
その結果、格子平均プラケット反応は、意図的に増幅された局所的コヒーレント摂動の下では弱い劣化しか示さない。
これらの結果は、制御された有限サイズキャラクタリゼーションとスケーラブルなハードウェア実装を結合し、短期量子プロセッサ上のトポロジ的シグネチャの作成と探索のための実用的な経路を提供する。
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