A mérésen alapuló kvantumhuzal osztályozása PEPS stabilizátorban

A mérésen alapuló kvantumhuzal osztályozása PEPS stabilizátorban

Időbélyeg: 12. június 2023. 7:47

Paul Herringer és Robert Raussendorf

Fizikai és Csillagászati ​​Tanszék, British Columbia Egyetem, Vancouver, Kanada
Stewart Blusson Quantum Matter Institute, University of British Columbia, Vancouver, Kanada

Érdekesnek találja ezt a cikket, vagy szeretne megvitatni? Scite vagy hagyjon megjegyzést a SciRate-en.

Absztrakt

A transzláció-invariáns 2D tenzorhálózati állapotok stabilizátorszimmetriájú osztályát tekintjük, amelyet stabilizátor PEPS-nek nevezünk. A fürt állapota, a GHZ-állapot és a tórikus kód állapotai ebbe az osztályba tartoznak. Megvizsgáljuk a PEPS stabilizátor átviteli kapacitását mérésalapú kvantumhuzalokhoz, és eljutunk az átviteli viselkedések teljes osztályozásához. Az átviteli viselkedések 13 osztályba sorolhatók, amelyek közül az egyik a Clifford kvantum cellás automatáknak felel meg. Ezen kívül 12 másik osztályt azonosítunk.

Classification of measurement-based quantum wire in stabilizer PEPS PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

Kiemelt kép: A mérésen alapuló kvantumhuzal átviteli kapacitása a PEPS hengeres stabilizátor kerületének (függőleges tengelye) és mélységének (vízszintes tengelyének) függvényében a 13 osztály egyikébe tartozik. Itt láthatók ezen osztályok közül 8 jellemző diagramja, beleértve a Clifford kvantumsejtes automaták osztályát (jobbra lent).

Népszerű összefoglaló

A szimmetria mindenütt jelen van a természetben, és segít leegyszerűsíteni és osztályozni a fizikai világ jelenségeit. Ebben a cikkben a szimmetriát kihasználva osztályozzuk a sok testből álló kvantumállapotok családját az összefonódási szerkezetük alapján. Az egyrészecskés mérések segítségével az összefonódás felhasználható kvantuminformáció továbbítására egy mérési alapú kvantumhuzalként ismert folyamatban. Következésképpen eredményeink megállapítják a kvantumállapotok osztályozását a mérési alapú kvantumhuzalhoz való alkalmasságuk alapján. Ezzel megalapozzuk a kvantumállapotok és fázisok jövőbeni osztályozását az univerzális mérési alapú kvantumszámításban való hasznosságuk alapján.

► BibTeX adatok

► Referenciák

[1] E. Schrödinger. „Valószínűségi viszonyok elkülönült rendszerek között”. Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society 32, 446–452 (1936).
https://​/​doi.org/​10.1017/​S0305004100019137

[2] HM Wiseman, SJ Jones és AC Doherty. „Kormányzás, összefonódás, nem lokalitás és az Einstein-Podolsky-Rosen paradoxon”. Physical Review Letters 98, 140402 (2007).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.98.140402

[3] M. Popp, F. Verstraete, MA Martín-Delgado és JI Cirac. „Lokalizálható összefonódás”. Physical Review A 71, 042306 (2005).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.71.042306

[4] Charles H. Bennett, Gilles Brassard, Sandu Popescu, Benjamin Schumacher, John A. Smolin és William K. Wootters. „A zajos összefonódás megtisztítása és a hűséges teleportálás zajos csatornákon keresztül”. Physical Review Letters 76, 722–725 (1996).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.76.722

[5] H.-J. Briegel, W. Dür, JI Cirac és P. Zoller. „Kvantum-ismétlők: A tökéletlen helyi műveletek szerepe a kvantumkommunikációban”. Physical Review Letters 81, 5932–5935 (1998).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.81.5932

[6] Robert Raussendorf és Hans J Briegel. „Egyirányú kvantumszámítógép”. Physical Review Letters 86, 5188–5191 (2001).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.86.5188

[7] Hans J. Briegel és Robert Raussendorf. „Persistent Entanglement in Arrays of Interacting Particles”. Physical Review Letters 86, 910–913 (2001).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.86.910

[8] Dominic V. Else, Ilai Schwarz, Stephen D. Bartlett és Andrew C. Doherty. „Szimmetria-védett fázisok mérésen alapuló kvantumszámításhoz”. Physical Review Letters 108, 240505 (2012).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.108.240505

[9] Tzu-Chieh Wei, Ian Affleck és Robert Raussendorf. „Az Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki állam a méhsejthálón egy univerzális kvantumszámítási erőforrás”. Physical Review Letters 106, 070501 (2011).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.106.070501

[10] Akimasa Miyake. „A 2D vegyértékkötés szilárd fázisának kvantumszámítási képessége”. Annals of Physics 326, 1656–1671 (2011).
https://​/​doi.org/​10.1016/​j.aop.2011.03.006

[11] Akimasa Miyake. „Kvantumszámítás a szimmetria által védett topológiai sorrend szélén”. Physical Review Letters 105, 040501 (2010).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.105.040501

[12] Jacob Miller és Akimasa Miyake. „A kvantumszámítás szimmetriavédett topológiailag rendezett fázisának erőforrásminősége”. Physical Review Letters 114, 120506 (2015).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.114.120506

[13] Robert Raussendorf, Dong-Sheng Wang, Abhishodh Prakash, Tzu-Chieh Wei és David T. Stephen. „Szimmetriavédett topológiai fázisok egyenletes számítási teljesítménnyel egy dimenzióban”. Fizikai Szemle A 96, 012302 (2017).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.96.012302

[14] Trithep Devakul és Dominic J. Williamson. „Univerzális kvantumszámítás fraktálszimmetria-védett klaszterfázisok felhasználásával”. Fizikai Szemle A 98, 022332 (2018).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.98.022332

[15] Austin K. Daniel, Rafael N. Alexander és Akimasa Miyake. „Szimmetriavédett topológiailag rendezett klaszterfázisok számítási univerzalitása 2D arkhimédeszi rácsokon”. Quantum 4, 228 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-02-10-228

[16] Austin K. Daniel és Akimasa Miyake. „Kvantumszámítási előny az egydimenziós szimmetria által védett topológiai sorrend karakterlánc-rendi paramétereivel”. Physical Review Letters 126, 090505 (2021).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.126.090505

[17] Robert Raussendorf, Cihan Okay, Dong-Sheng Wang, David T. Stephen és Hendrik Poulsen Nautrup. „A kvantumanyag számításilag univerzális fázisa”. Physical Review Letters 122, 090501 (2019).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.122.090501

[18] David T. Stephen, Hendrik Poulsen Nautrup, Juani Bermejo-Vega, Jens Eisert és Robert Raussendorf. „A kvantumanyag alrendszer-szimmetriái, kvantumsejtes automatái és számítási fázisai”. Quantum 3, 142 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2019-05-20-142

[19] Tzu-Chieh Wei és Robert Raussendorf. "Univerzális mérésen alapuló kvantumszámítás spin-2 Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki állapottal". Fizikai Szemle A 92, 012310 (2015).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.92.012310

[20] Dirk-M. Schlingemann, Holger Vogts és Reinhard F. Werner. „A Clifford kvantumsejtes automaták szerkezetéről”. Journal of Mathematical Physics 49, 112104 (2008).
https://​/​doi.org/​10.1063/​1.3005565

[21] A. Yu Kitaev. „Hibatűrő kvantumszámítás bárki által”. Annals of Physics 303, 2–30 (2003).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​S0003-4916(02)00018-0

[22] B. Schumacher és RF Werner. „Reverzibilis kvantum celluláris automaták” (2004). arXiv:quant-ph/​0405174.
arXiv:quant-ph/0405174

[23] Daniel M Greenberger, Michael A Horne és Anton Zeilinger. „Going Beyond Beyond Bell's Theorem”. In Menas Kafatos, szerkesztő, Bell-tétel, Kvantumelmélet és Az Univerzum fogalmai. 69–72. oldal. Springer Hollandia, Dordrecht (1989).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-94-017-0849-4_10

[24] Daniel M. Greenberger, Michael A. Horne, Abner Shimony és Anton Zeilinger. „Bell-tétel egyenlőtlenségek nélkül”. American Journal of Physics 58, 1131–1143 (1990).
https://​/​doi.org/​10.1119/​1.16243

[25] W. Dür, G. Vidal és JI Cirac. „Három qubitet két egyenértékű módon lehet összefonni.” Physical Review A 62, 062314 (2000).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.62.062314

[26] M. Sanz, IL Egusquiza, R. Di Candia, H. Saberi, L. Lamata és E. Solano. „Összefonódás osztályozása mátrix szorzatállapotokkal”. Scientific Reports 6, 30188 (2016).
https://​/​doi.org/​10.1038/​srep30188

[27] Norbert Schuch, David Pérez-García és Ignacio Cirac. „Kvantumfázisok osztályozása mátrixszorzatállapotok és vetített összefonódott pár állapotok segítségével”. Fizikai Szemle B 84, 165139 (2011).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevB.84.165139

[28] R. Raussendorf, J. Harrington és K. Goyal. „Topológiai hibatűrés a klaszter állapotú kvantumszámításban”. New Journal of Physics 9, 199–199 (2007).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​9/​6/​199

[29] Sergey Bravyi és Robert Raussendorf. „Mérés alapú kvantumszámítás a tórikus kód állapotaival”. Physical Review A 76, 022304 (2007).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.76.022304

[30] Sergey Bravyi, David Gosset és Yinchen Liu. „Hogyan szimuláljunk kvantummérést határértékek számítása nélkül”. Physical Review Letters 128, 220503 (2022).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.128.220503

[31] Xiao-Gang Wen. „Kvantumrendek egy pontos oldható modellben”. Physical Review Letters 90, 016803 (2003).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.90.016803

[32] Alastair Kay. „A megzavart tórikus kód képességei kvantummemóriaként”. Physical Review Letters 107, 270502 (2011).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.107.270502

[33] Lorenzo Piroli, Georgios Styliaris és J. Ignacio Cirac. „A helyi műveletekkel és a klasszikus kommunikációval támogatott kvantumáramkörök: az anyag átalakulásai és fázisai”. Physical Review Letters 127, 220503 (2021).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.127.220503

[34] https://​/​doi.org/​10.5281/​zenodo.7742735.
https://​/​doi.org/​10.5281/​zenodo.7742735

[35] David Fattal, Toby S. Cubitt, Yoshihisa Yamamoto, Sergey Bravyi és Isaac L. Chuang. „Befonódás a stabilizátor formalizmusába” (2004). arXiv:quant-ph/​0406168.
arXiv:quant-ph/0406168

Idézi

[1] David T. Stephen, Wen Wei Ho, Tzu-Chieh Wei, Robert Raussendorf és Ruben Verresen, „Univerzális mérésen alapuló kvantumszámítás egy egydimenziós architektúrában, amelyet kettős egységáramkörök tesznek lehetővé”. arXiv: 2209.06191, (2022).

[2] Michael de Oliveira, Luís S. Barbosa és Ernesto F. Galvão, „Kvantumelőny az időlegesen lapos mérésen alapuló kvantumszámításban”, arXiv: 2212.03668, (2022).

A fenti idézetek innen származnak SAO/NASA HIRDETÉSEK (utolsó sikeres frissítés: 2023-06-12 23:53:38). Előfordulhat, hogy a lista hiányos, mivel nem minden kiadó ad megfelelő és teljes hivatkozási adatokat.

On Crossref által idézett szolgáltatás művekre hivatkozó adat nem található (utolsó próbálkozás 2023-06-12 23:53:37).

Ez a tanulmány a Quantumban jelent meg Creative Commons Nevezd meg 4.0 International (CC BY 4.0) engedély. A szerzői jog az eredeti szerzői jog tulajdonosainál marad, például a szerzőknél vagy intézményeiknél.

Időbélyeg:

Még több Quantum Journal