ड्यूल-यूनिटरी सर्किट डायनेमिक्स प्लेटोब्लॉकचैन डेटा इंटेलिजेंस में इमर्जेंट क्वांटम स्टेट डिज़ाइन और द्विएकता। लंबवत खोज। ऐ.

दोहरे-एकात्मक सर्किट गतिकी में आकस्मिक क्वांटम राज्य डिजाइन और द्विएकता

समय टिकट: 15 जून, 2022 7:13 बजे

पीटर डब्ल्यू क्लेयस1,2 और ऑस्टेन लामाक्राफ्ट2

1कॉम्प्लेक्स सिस्टम के भौतिकी के लिए मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट, 01187 ड्रेसडेन, जर्मनी
2टीसीएम समूह, कैवेंडिश प्रयोगशाला, कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय, कैम्ब्रिज सीबी3 0एचई, यूके

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सार

हाल के कार्यों ने क्वांटम शमन के बाद एकात्मक गतिशीलता में एक नए प्रकार के यादृच्छिक मैट्रिक्स व्यवहार के उद्भव की जांच की है। समय-विकसित अवस्था से शुरू करके, एक छोटे उपप्रणाली पर समर्थित शुद्ध अवस्थाओं का एक समूह सिस्टम के शेष भाग पर प्रक्षेप्य माप करके उत्पन्न किया जा सकता है, जिससे एक $textit{projected ensemble}$ प्राप्त होता है। अराजक क्वांटम प्रणालियों में यह अनुमान लगाया गया था कि इस तरह के अनुमानित समूह एकसमान हार-यादृच्छिक समूह से अप्रभेद्य हो जाते हैं और एक $textit{क्वांटम स्टेट डिज़ाइन}$ की ओर ले जाते हैं। सटीक परिणाम हाल ही में हो और चोई [भौतिकी] द्वारा प्रस्तुत किए गए थे। रेव्ह. लेट. 128, 060601 (2022)] सेल्फ-डुअल पॉइंट पर किक किए गए आइसिंग मॉडल के लिए। हम एक वैकल्पिक निर्माण प्रदान करते हैं जिसे हल करने योग्य प्रारंभिक अवस्थाओं और मापों के साथ सामान्य अराजक दोहरे-एकात्मक सर्किट तक बढ़ाया जा सकता है, जो अंतर्निहित दोहरी-एकात्मकता की भूमिका पर प्रकाश डालता है और आगे दिखाता है कि कैसे दोहरे-एकात्मक सर्किट मॉडल सटीक सॉल्वैबिलिटी और यादृच्छिक मैट्रिक्स व्यवहार दोनों को प्रदर्शित करते हैं। द्विएकात्मक कनेक्शन के परिणामों के आधार पर, हम दिखाते हैं कि कैसे जटिल हैडामर्ड मैट्रिक्स और एकात्मक त्रुटि आधार दोनों ही हल करने योग्य माप योजनाओं की ओर ले जाते हैं।

विशेष रुप से प्रदर्शित छवि: एक क्वांटम सर्किट का योजनाबद्ध चित्रण जिसके लिए देखे गए सबसिस्टम बी पर माप, न देखे गए सबसिस्टम ए पर यादृच्छिक स्थिति लौटाते हैं।

लोकप्रिय सारांश

क्वांटम सर्वोच्चता के हालिया प्रदर्शन यादृच्छिक क्वांटम अवस्थाएँ तैयार करने पर आधारित हैं। इन प्रयोगों में साधारण (छद्म) यादृच्छिक संख्या जनरेटर का उपयोग करके प्रयोगात्मक मापदंडों को चुनकर यादृच्छिकता पेश की गई थी। हाल ही में, एक वैकल्पिक दृष्टिकोण का सुझाव दिया गया था: एक बड़े क्वांटम सिस्टम के एक हिस्से को मापकर, क्वांटम माप प्रक्रिया में निहित अनिश्चितता का उपयोग सिस्टम के अनदेखे हिस्से में एक यादृच्छिक क्वांटम स्थिति उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।

इस दृष्टिकोण को कार्यान्वित करने के लिए राज्य में दो उपप्रणालियों के बीच उच्च स्तर का उलझाव होना चाहिए। दूसरी ओर, व्यवहार्य प्रयोगात्मक अहसास स्थानीय होना चाहिए: उदाहरण के लिए, पड़ोसी क्वैबिट पर संचालन द्वारा गठित। इस पेपर में हम दिखाते हैं कि दोहरे-एकात्मक द्वारों से बने क्वांटम सर्किट का हाल ही में शुरू किया गया परिवार आंशिक माप की विधि द्वारा मनमाने ढंग से यादृच्छिक क्वांटम राज्यों के निर्माण के लिए आवश्यक सामग्री प्रदान करता है। क्वांटम कंप्यूटरों की बेंचमार्किंग के संभावित अनुप्रयोगों के अलावा, हमारे परिणाम एक विस्तारित प्रणाली के तरंग कार्यों के क्वांटम अराजक गुणों का एक विस्तृत दृश्य प्रदान करते हैं।

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