論文の概要: A fractional quantum Hall factory on quantum processors: constant-depth preparation of clustered non-Abelian states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.05140v1
• Date: Wed, 05 Aug 2026 17:57:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-06 14:48:44.072588
• Title: A fractional quantum Hall factory on quantum processors: constant-depth preparation of clustered non-Abelian states
• Title（参考訳）: 量子プロセッサ上の分数量子ホール工場:クラスター化された非アベリア状態の定数深さの準備
• Authors: Cheng Xu, Ching Hua Lee, Hong-Hao Tu, Yang Zhang,
• Abstract要約: 非アベリア励起は、分数量子ホール(FQH)物質におけるエキゾチック励起として生じる。 プログラマブルな量子ハードウェアプラットフォームでは、よりエキゾチックなFQH励起は、準備するコストの低いものであることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.617410034439537
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Non-Abelian anyons arise as exotic excitations in fractional quantum Hall (FQH) matter and have proved very elusive to realize in conventional platforms. In this work, we show that on a programmable quantum hardware platform, the more exotic FQH excitations are the less costly ones to prepare: clustered non-Abelian FQH states admit parallel quantum preparation circuits whose two-qubit depth is independent of system size, while constructing the more common Abelian Laughlin state requires a sequential circuit chain with linear depth. The centerpiece of this work is our new systematic framework for cataloging possible FQH states and preparing them on quantum circuits at unprecedented scale and variety. Our prepared parafermionic Read--Rezayi $\mathbb{Z}_3$ state holds depth 3 from 8 to 118 qubits, and full root sampling extends to a 154-qubit, 104-electron Read--Rezayi $\mathbb{Z}_4$ state. In all, our demonstrated 18-family catalog of prepared FQH states extends to all 156 qubits of an IBM Heron processor, limited only by existing hardware scale. Measurements on the prepared states recover the expected fractional quasihole charges, with the charge estimator exact in every symmetry-selected shot for the clustered states, and braiding data of the non-Abelian $e/4$ quasihole measured via interferometric extensions. Our work establishes a scalable route to studying FQH physics on quantum processors and opens new avenues for preparing and probing non-Abelian topological matter far beyond the reach of conventional platforms.
• Abstract（参考訳）: 非アベリア異性体は、分数量子ホール(FQH)の物質においてエキゾチックな励起として生じ、従来のプラットフォームでは実現できないことが証明されている。 本研究では、プログラム可能な量子ハードウェアプラットフォームにおいて、よりエキゾチックなFQH励起は、よりコストのかかる準備であることを示す: クラスタ化された非アベリアFQH状態は、2ビットの深さがシステムサイズに依存しない並列量子準備回路を認め、より一般的なAbelian Laughlin状態を構築するには、線形深さのシーケンシャル回路チェーンを必要とする。 この研究の中心は、可能なFQH状態のカタログ化と、前例のないスケールと多様性で量子回路上でそれらを準備するための、新たな体系的なフレームワークである。 我々の準備したパラフェルミオンリード--Rezayi $\mathbb{Z}_3$状態は深さ3を8から118キュービットに保ち、フルルートサンプリングは154キュービット、104電子リード--Rezayi $\mathbb{Z}_4状態に拡張する。 総じて、FQH状態の18系統のカタログは、既存のハードウェアスケールに制限されたIBM Heronプロセッサの全156キュービットに拡張されている。 準備された状態の測定は、期待された分数準ホール電荷を回復し、電荷推定器はクラスター状態の対称性選択されたショットごとに正確に決定され、干渉計拡張によって測定された非アベリアドルe/4$準ホールのデータをブレイディングする。 我々の研究は、量子プロセッサ上でFQH物理を研究するためのスケーラブルな経路を確立し、従来のプラットフォームの範囲を超えて非アベリアトポロジカルな物質を準備し、探索するための新たな道を開く。

関連論文リスト

• String Breaking in the Heavy Quark Limit with Scalable Circuits [0.0]
  非アベリア格子ゲージ理論のヒルベルト空間の重クォーク極限における物質との切り離しを開発する。 1つの$qoverlineq$ペアを持つ状態は量子ハードウェア上で準備され、IBMのHeron量子コンピュータibm_torino上の104$キュービットを使用して$qoverlineq$ペアの非弾性生産が観測される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-08T19:00:27Z)
• Quantum State Tomography for Matrix Product Density Operators [28.799576051288888]
  実験的測定から量子状態の再構成は、量子デバイスの検証とベンチマークに不可欠である。 ノイズや中間スケールの量子コンピュータによって生成される状態のような多くの物理量子状態は通常、構造化される。 圧縮センシングのツールと経験過程の理論を用いて,MPOの安定回復の理論的保証を確立する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-15T18:23:55Z)
• Non-local finite-depth circuits for constructing SPT states and quantum cellular automata [0.24999074238880484]
  任意の次元で任意の変換不変な量子セルオートマトンを$k$ローカルゲートの有限深さ回路を用いて実装する方法を示す。 以上の結果から,SPT相とQCAのトポロジカルな分類はともに1つの自明な位相に崩壊し,$k$-局所相互作用が存在することが示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-13T19:00:00Z)
• Shortest Route to Non-Abelian Topological Order on a Quantum Processor [0.0]
  我々は、非アベリア州の広い族、すなわちラグランジアン部分群を持つ族が存在することを示した。 D_4$非アベリア位相順序がGoogleの量子プロセッサ上でどのように実現できるかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-08T18:00:00Z)
• Quantum Davidson Algorithm for Excited States [42.666709382892265]
  基底状態と励起状態の両方に対処するために量子クリロフ部分空間(QKS)法を導入する。 固有状態の残余を使ってクリロフ部分空間を拡大し、コンパクトな部分空間を定式化し、正確な解と密接に一致させる。 量子シミュレータを用いて、様々なシステムの励起状態特性を探索するために、新しいQDavidsonアルゴリズムを用いる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-04-22T15:03:03Z)
• Mechanism for particle fractionalization and universal edge physics in quantum Hall fluids [58.720142291102135]
  我々は、FQH流体中の粒子分数化の正確な融合機構を明らかにするための第2量子化フレームワークを前進させる。 また、最低ランダウレベル(LLL)における位相順序を特徴付ける非局所作用素の凝縮の背後にある基本構造を明らかにする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-12T18:00:00Z)

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。