Calcolo quantistico basato su misurazioni in sistemi unidimensionali finiti: l'ordine delle stringhe implica potenza computazionale

Calcolo quantistico basato su misurazioni in sistemi unidimensionali finiti: l'ordine delle stringhe implica potenza computazionale

Roberto Raussendorf1,2, Wang Yang3e Arnab Adhikary4,2

1Università Leibniz di Hannover, Hannover, Germania
2Stewart Blusson Quantum Matter Institute, Università della British Columbia, Vancouver, Canada
3Scuola di Fisica, Università di Nankai, Tianjin, Cina
4Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università della British Columbia, Vancouver, Canada

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Presentiamo un nuovo quadro per valutare la potenza del calcolo quantistico basato sulla misurazione (MBQC) su stati di risorse simmetriche intrecciate a corto raggio, nella dimensione spaziale uno. Richiede meno presupposti di quanto precedentemente noto. Il formalismo può gestire sistemi finitamente estesi (al contrario del limite termodinamico) e non richiede invarianza per traslazione. Inoltre, rafforziamo la connessione tra la potenza computazionale dell'MBQC e l'ordine delle stringhe. Vale a dire, stabiliamo che ogni volta che un insieme adeguato di parametri dell'ordine delle stringhe è diverso da zero, un insieme corrispondente di porte unitarie può essere realizzato con fedeltà arbitrariamente vicina all'unità.

Le fasi computazionali della materia quantistica sono fasi protette dalla simmetria con potenza di calcolo uniforme per il calcolo quantistico basato su misurazioni. Essendo fasi, sono definite solo per sistemi infiniti. Ma allora, come viene influenzata la potenza di calcolo quando si passa da sistemi infiniti a sistemi finiti? Una motivazione pratica per questa domanda è che il calcolo quantistico riguarda l’efficienza, e quindi il conteggio delle risorse. In questo articolo sviluppiamo un formalismo in grado di gestire sistemi di spin unidimensionali finiti e di rafforzare la relazione tra ordine delle stringhe e potenza computazionale.

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[4] James Lambert e Erik S. Sørensen, "Geometria dello spazio degli stati della catena di Heisenberg antiferromagnetica con spin-1", Revisione fisica B 107 17, 174427 (2023).

[5] Zhangjie Qin, Daniel Azses, Eran Sela, Robert Raussendorf e V. W. Scarola, "Correzione degli errori basata sulla simmetria delle stringhe ridondanti: esperimenti su dispositivi quantistici", arXiv: 2310.12854, (2023).

[6] Dawid Paszko, Dominic C. Rose, Marzena H. Szymańska e Arijeet Pal, "Modalità edge e stati topologici protetti dalla simmetria in sistemi quantistici aperti", arXiv: 2310.09406, (2023).

[7] Arnab Adhikary, Wang Yang e Robert Raussendorf, "Regimi controintuitivi ma efficienti per il calcolo quantistico basato sulla misurazione su catene di spin protette dalla simmetria", arXiv: 2307.08903, (2023).

Le citazioni sopra sono di ANNUNCI SAO / NASA (ultimo aggiornamento riuscito 2023-12-28 09:51:46). L'elenco potrebbe essere incompleto poiché non tutti gli editori forniscono dati di citazione adeguati e completi.

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