Circuiti quantistici per codice torico e modello frattonico X-cubo

Circuiti quantistici per codice torico e modello frattonico X-cubo

Timestamp: 13 marzo 2024 7:03

Penghua Chen1, Bowen Yan1e Shawn X. Cui1,2

1Dipartimento di Fisica e Astronomia, Purdue University, West Lafayette
2Dipartimento di Matematica, Purdue University, West Lafayette

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Astratto

Proponiamo un circuito quantistico sistematico ed efficiente composto esclusivamente da porte Clifford per simulare lo stato fondamentale del modello di codice di superficie. Questo approccio produce lo stato fondamentale del codice torico in passi temporali $lceil 2L+2+log_{2}(d)+frac{L}{2d} rceil$, dove $L$ si riferisce alla dimensione del sistema e $d$ rappresenta la distanza massima per vincolare l'applicazione dei varchi CNOT. Il nostro algoritmo riformula il problema in un problema puramente geometrico, facilitandone l'estensione per raggiungere lo stato fondamentale di alcune fasi topologiche 3D, come il modello torico 3D in passi $3L+8$ e il modello frattonico X-cubo in $12L+11 $ passi. Inoltre, introduciamo un metodo di incollaggio che coinvolge misurazioni, consentendo alla nostra tecnica di raggiungere lo stato fondamentale del codice torico 2D su un reticolo planare arbitrario e aprendo la strada a fasi topologiche 3D più complesse.

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Immagine in primo piano: Costruzione di un circuito quantistico per il modello torico 3D su un reticolo $L per L per L$ su un toro tridimensionale.

Riepilogo popolare

In questo articolo presentiamo un circuito quantistico sistematico ed efficiente, composto esclusivamente da porte Clifford, per simulare lo stato fondamentale di un codice superficiale generale con profondità lineare. Il nostro algoritmo riformula il problema in un quadro puramente geometrico, che facilita la sua estensione per raggiungere lo stato fondamentale di specifiche fasi topologiche 3D, come il modello torico 3D e il modello frattonico X-cubo, pur mantenendo la profondità lineare. Inoltre, introduciamo un metodo di incollaggio che bilancia le capacità di simulazione con l'uso della misurazione, aprendo la strada a simulazioni più complesse di fasi topologiche 3D e persino dello stato fondamentale delle più generali hamiltoniane di Pauli.

► dati BibTeX

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Citato da

[1] Xie Chen, Arpit Dua, Michael Hermele, David T. Stephen, Nathanan Tantivasadakarn, Robijn Vanhove e Jing-Yu Zhao, "Circuiti quantistici sequenziali come mappe tra fasi separate", Revisione fisica B 109 7, 075116 (2024).

[2] Nathanan Tantivasadakarn e Xie Chen, "Operatori di stringa per stringhe del Cheshire in fasi topologiche", arXiv: 2307.03180, (2023).

Le citazioni sopra sono di ANNUNCI SAO / NASA (ultimo aggiornamento riuscito 2024-03-17 11:18:40). L'elenco potrebbe essere incompleto poiché non tutti gli editori forniscono dati di citazione adeguati e completi.

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