Klasifikasi kawat kuantum berbasis pengukuran dalam PEPS stabilizer

Klasifikasi kawat kuantum berbasis pengukuran dalam PEPS stabilizer

Stempel Waktu: 12 Juni 2023 7

Paul Herringer dan Robert Raussendorf

Departemen Fisika dan Astronomi, Universitas British Columbia, Vancouver, Kanada
Stewart Blusson Quantum Matter Institute, University of British Columbia, Vancouver, Kanada

Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.

Abstrak

Kami mempertimbangkan kelas status jaringan tensor 2D invarian terjemahan dengan simetri penstabil, yang kami sebut penstabil PEPS. Status cluster, status GHZ, dan status dalam kode torik termasuk dalam kelas ini. Kami menyelidiki kapasitas transmisi PEPS stabilizer untuk kawat kuantum berbasis pengukuran, dan sampai pada klasifikasi lengkap perilaku transmisi. Perilaku transmisi terbagi dalam 13 kelas, salah satunya berhubungan dengan automata seluler kuantum Clifford. Selain itu, kami mengidentifikasi 12 kelas lainnya.

Klasifikasi kawat kuantum berbasis pengukuran pada stabilizer PEPS PlatoBlockchain Data Intelligence. Pencarian Vertikal. Ai.

Gambar unggulan: Kapasitas transmisi untuk kawat kuantum berbasis pengukuran sebagai fungsi keliling (sumbu vertikal) dan kedalaman (sumbu horizontal) penstabil silinder PEPS termasuk dalam salah satu dari 13 kelas. Ditampilkan di sini adalah plot karakteristik untuk 8 kelas ini, termasuk kelas automata seluler kuantum Clifford (kanan bawah).

Ringkasan populer

Simetri ada di mana-mana di alam, dan ini membantu kita menyederhanakan dan mengklasifikasikan fenomena dunia fisik. Dalam makalah ini, kami memanfaatkan simetri untuk mengklasifikasikan kelompok keadaan kuantum banyak benda berdasarkan struktur keterjeratannya. Dengan bantuan pengukuran partikel tunggal, keterjeratan dapat dimanfaatkan untuk mengirimkan informasi kuantum dalam proses yang dikenal sebagai kawat kuantum berbasis pengukuran. Akibatnya, temuan kami menetapkan klasifikasi keadaan kuantum berdasarkan kesesuaiannya untuk kawat kuantum berbasis pengukuran. Dengan melakukan hal ini, kami meletakkan dasar untuk klasifikasi keadaan dan fase kuantum di masa depan berdasarkan kegunaannya untuk komputasi kuantum berbasis pengukuran universal.

► data BibTeX

► Referensi

[1] E.Schrödinger. “Hubungan probabilitas antara sistem yang terpisah”. Prosiding Matematika dari Cambridge Philosophical Society 32, 446–452 (1936).
https: / / doi.org/ 10.1017 / S0305004100019137

[2] HM Wiseman, SJ Jones, dan AC Doherty. “Kemudi, Keterikatan, Nonlokalitas, dan Paradoks Einstein-Podolsky-Rosen”. Surat Tinjauan Fisik 98, 140402 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.140402

[3] M. Popp, F. Verstraete, MA Martín-Delgado, dan JI Cirac. “Keterikatan yang dapat dilokalisasi”. Tinjauan Fisik 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, dan William K. Wootters. “Pemurnian Keterjeratan Bising dan Teleportasi Setia melalui Saluran Bising”. Tinjauan Fisik Surat 76, 722–725 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.76.722

[5] H.-J. Briegel, W. Dür, JI Cirac, dan P. Zoller. “Quantum Repeater: Peran Operasi Lokal yang Tidak Sempurna dalam Komunikasi Quantum”. Surat Tinjauan Fisik 81, 5932–5935 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.81.5932

[6] Robert Raussendorf dan Hans J Briegel. “Komputer Kuantum Satu Arah”. Tinjauan Fisik Surat 86, 5188–5191 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.86.5188

[7] Hans J.Briegel dan Robert Raussendorf. “Keterikatan yang Terus-menerus dalam Susunan Partikel yang Berinteraksi”. Tinjauan Fisik Surat 86, 910–913 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.86.910

[8] Dominic V. Else, Ilai Schwarz, Stephen D. Bartlett, dan Andrew C. Doherty. “Fase yang Dilindungi Simetri untuk Komputasi Kuantum Berbasis Pengukuran”. Surat Tinjauan Fisik 108, 240505 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.240505

[9] Tzu-Chieh Wei, Ian Affleck, dan Robert Raussendorf. “Negara Bagian Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki pada Kisi Sarang Lebah adalah Sumber Daya Komputasi Kuantum Universal”. Surat Tinjauan Fisik 106, 070501 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.106.070501

[10] Akimasa Miyake. “Kemampuan komputasi kuantum fase padat ikatan valensi 2D”. Sejarah Fisika 326, 1656–1671 (2011).
https://​/​doi.org/​10.1016/​j.aop.2011.03.006

[11] Akimasa Miyake. “Komputasi Kuantum di Tepi Tatanan Topologi yang Dilindungi Simetri”. Surat Tinjauan Fisik 105, 040501 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.105.040501

[12] Jacob Miller dan Akimasa Miyake. “Kualitas Sumber Daya dari Fase Terurut Topologi yang Dilindungi Simetri untuk Komputasi Kuantum”. Surat Tinjauan Fisik 114, 120506 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.120506

[13] Robert Raussendorf, Dong-Sheng Wang, Abhishodh Prakash, Tzu-Chieh Wei, dan David T. Stephen. “Fase topologi yang dilindungi simetri dengan daya komputasi yang seragam dalam satu dimensi”. Tinjauan Fisik A 96, 012302 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.96.012302

[14] Trithep Devakul dan Dominic J. Williamson. “Komputasi kuantum universal menggunakan fase cluster yang dilindungi simetri fraktal”. Tinjauan Fisik A 98, 022332 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.022332

[15] Austin K. Daniel, Rafael N. Alexander, dan Akimasa Miyake. “Universalitas komputasi fase cluster yang diurutkan secara topologi dan dilindungi simetri pada kisi Archimedean 2D”. Kuantum 4, 228 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-02-10-228

[16] Austin K. Daniel dan Akimasa Miyake. “Keunggulan Komputasi Kuantum dengan Parameter Urutan String dari Urutan Topologi yang Dilindungi Simetri Satu Dimensi”. Surat Tinjauan Fisik 126, 090505 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.090505

[17] Robert Raussendorf, Cihan Oke, Dong-Sheng Wang, David T. Stephen, dan Hendrik Poulsen Nautrup. “Fase Materi Kuantum Universal Secara Komputasi”. Surat Tinjauan Fisik 122, 090501 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.090501

[18] David T. Stephen, Hendrik Poulsen Nautrup, Juani Bermejo-Vega, Jens Eisert, dan Robert Raussendorf. “Simetri subsistem, automata seluler kuantum, dan fase komputasi materi kuantum”. Kuantum 3, 142 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2019-05-20-142

[19] Tzu-Chieh Wei dan Robert Raussendorf. “Perhitungan kuantum berbasis pengukuran universal dengan keadaan Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki spin-2”. Tinjauan Fisik A 92, 012310 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.92.012310

[20] Dirk-M. Schlingemann, Holger Vogts, dan Reinhard F. Werner. “Tentang struktur automata seluler kuantum Clifford”. Jurnal Fisika Matematika 49, 112104 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.3005565

[21] A.Yu Kitaev. “Perhitungan kuantum yang toleran terhadap kesalahan oleh siapa pun”. Sejarah Fisika 303, 2–30 (2003).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​S0003-4916(02)00018-0

[22] B.Schumacher dan RF Werner. “Automata seluler kuantum yang dapat dibalik” (2004). arXiv:quant-ph/​0405174.
arXiv: quant-ph / 0405174

[23] Daniel M Greenberger, Michael A Horne, dan Anton Zeilinger. “Melampaui Teorema Bell”. Dalam Menas Kafatos, editor, Teorema Bell, Teori Kuantum dan Konsepsi Alam Semesta. Halaman 69–72. Springer Belanda, Dordrecht (1989).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-94-017-0849-4_10

[24] Daniel M. Greenberger, Michael A. Horne, Abner Shimony, dan Anton Zeilinger. “Teorema Bell tanpa pertidaksamaan”. Jurnal Fisika Amerika 58, 1131–1143 (1990).
https: / / doi.org/ 10.1119 / 1.16243

[25] W. Dür, G. Vidal, dan JI Cirac. “Tiga qubit dapat dilibatkan dalam dua cara yang tidak setara”. Tinjauan Fisik A 62, 062314 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.62.062314

[26] M. Sanz, IL Egusquiza, R. Di Candia, H. Saberi, L. Lamata, dan E. Solano. “Klasifikasi keterjeratan dengan status produk matriks”. Laporan Ilmiah 6, 30188 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep30188

[27] Norbert Schuch, David Pérez-García, dan Ignacio Cirac. “Mengklasifikasikan fase kuantum menggunakan status produk matriks dan proyeksi status pasangan terjerat”. Tinjauan Fisik B 84, 165139 (2011).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevB.84.165139

[28] R. Raussendorf, J. Harrington, dan K. Goyal. “Toleransi kesalahan topologi dalam komputasi kuantum keadaan cluster”. Jurnal Fisika Baru 9, 199–199 (2007).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​9/​6/​199

[29] Sergey Bravyi dan Robert Raussendorf. “Perhitungan kuantum berbasis pengukuran dengan status kode torik”. Tinjauan Fisik A 76, 022304 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.76.022304

[30] Sergey Bravyi, David Gosset, dan Yinchen Liu. “Cara Mensimulasikan Pengukuran Kuantum tanpa Menghitung Marginal”. Surat Tinjauan Fisik 128, 220503 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.220503

[31] Xiao-Gang Wen. “Pesanan kuantum dalam model terlarut yang tepat”. Surat Tinjauan Fisik 90, 016803 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.90.016803

[32] Alastair Kay. “Kemampuan Kode Toric yang Berganggu sebagai Memori Kuantum”. Surat Tinjauan Fisik 107, 270502 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.107.270502

[33] Lorenzo Piroli, Georgios Styliaris, dan J. Ignacio Cirac. “Sirkuit Kuantum Dibantu oleh Operasi Lokal dan Komunikasi Klasik: Transformasi dan Fase Materi”. Surat Tinjauan Fisik 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, dan Isaac L. Chuang. “Keterikatan dalam formalisme penstabil” (2004). arXiv:quant-ph/​0406168.
arXiv: quant-ph / 0406168

Dikutip oleh

[1] David T. Stephen, Wen Wei Ho, Tzu-Chieh Wei, Robert Raussendorf, dan Ruben Verresen, “Perhitungan kuantum berbasis pengukuran universal dalam arsitektur satu dimensi yang dimungkinkan oleh sirkuit kesatuan ganda”, arXiv: 2209.06191, (2022).

[2] Michael de Oliveira, Luís S. Barbosa, dan Ernesto F. Galvão, “Keunggulan kuantum dalam komputasi kuantum berbasis pengukuran datar sementara”, arXiv: 2212.03668, (2022).

Kutipan di atas berasal dari SAO / NASA ADS (terakhir berhasil diperbarui, 2023-06-12 23:53:38). Daftar ini mungkin tidak lengkap karena tidak semua penerbit menyediakan data kutipan yang cocok dan lengkap.

On Layanan dikutip-oleh Crossref tidak ada data tentang karya mengutip ditemukan (upaya terakhir 2023-06-12 23:53:37).

Makalah ini diterbitkan dalam Quantum di bawah Creative Commons Attribution 4.0 Internasional (CC BY 4.0) lisensi. Hak cipta tetap berada pada pemegang hak cipta asli seperti penulis atau lembaganya.

Stempel Waktu:

Lebih dari Jurnal Kuantum