Classificazione del filo quantico basato sulla misurazione nello stabilizzatore PEPS

Classificazione del filo quantico basato sulla misurazione nello stabilizzatore PEPS

Timestamp: 12 giugno 2023 7:47

Paul Herringer e Robert Raussendorf

Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università della British Columbia, Vancouver, Canada
Stewart Blusson Quantum Matter Institute, Università della British Columbia, Vancouver, Canada

Trovi questo documento interessante o vuoi discuterne? Scrivi o lascia un commento su SciRate.

Astratto

Consideriamo una classe di stati di rete tensoriale 2D invarianti alla traduzione con una simmetria stabilizzatrice, che chiamiamo stabilizzatore PEPS. Lo stato del cluster, lo stato GHZ e gli stati nel codice torico appartengono a questa classe. Indaghiamo sulla capacità di trasmissione dello stabilizzatore PEPS per il filo quantico basato sulla misurazione e arriviamo a una classificazione completa dei comportamenti di trasmissione. I comportamenti di trasmissione rientrano in 13 classi, una delle quali corrisponde agli automi cellulari quantistici di Clifford. Inoltre, identifichiamo altre 12 classi.

Classificazione del filo quantico basato sulla misurazione nello stabilizzatore PEPS PlatoBlockchain Data Intelligence. Ricerca verticale. Ai.

Immagine di presentazione: la capacità di trasmissione per il filo quantico basato sulla misurazione in funzione della circonferenza (asse verticale) e della profondità (asse orizzontale) di uno stabilizzatore cilindrico PEPS rientra in una delle 13 classi. Qui sono mostrati i grafici caratteristici per 8 di queste classi, inclusa la classe degli automi cellulari quantistici di Clifford (in basso a destra).

Riepilogo popolare

La simmetria è onnipresente in natura e ci aiuta a semplificare e classificare i fenomeni del mondo fisico. In questo articolo, sfruttiamo la simmetria per classificare una famiglia di stati quantistici a molti corpi in base alla loro struttura di entanglement. Con l'aiuto di misurazioni di particelle singole, l'entanglement può essere sfruttato per trasmettere informazioni quantistiche in un processo noto come filo quantico basato sulla misurazione. Di conseguenza, i nostri risultati stabiliscono una classificazione degli stati quantistici in base alla loro idoneità per il filo quantico basato sulla misurazione. In tal modo, gettiamo le basi per una futura classificazione degli stati quantistici e delle fasi in base alla loro utilità per il calcolo quantistico universale basato sulla misurazione.

► dati BibTeX

► Riferimenti

, E. Schrödinger. "Relazioni di probabilità tra sistemi separati". Atti matematici della Cambridge Philosophical Society 32, 446–452 (1936).
https: / / doi.org/ 10.1017 / S0305004100019137

, HM Wiseman, SJ Jones e AC Doherty. "Steering, Entanglement, Nonlocality, e il paradosso di Einstein-Podolsky-Rosen". Physical Review Letters 98, 140402 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.140402

, M. Popp, F. Verstraete, MA Martín-Delgado e JI Cirac. "Entanglement localizzabile". Revisione fisica A 71, 042306 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.71.042306

, Charles H. Bennett, Gilles Brassard, Sandu Popescu, Benjamin Schumacher, John A. Smolin e William K. Wootters. "Purificazione dell'entanglement rumoroso e teletrasporto fedele tramite canali rumorosi". Lettere di revisione fisica 76, 722–725 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.76.722

, H.-J. Briegel, W. Dür, JI Cirac e P. Zoller. "Ripetitori quantistici: il ruolo delle operazioni locali imperfette nella comunicazione quantistica". Lettere di revisione fisica 81, 5932–5935 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.81.5932

, Robert Raussendorf e Hans J Briegel. "Un computer quantistico unidirezionale". Lettere di revisione fisica 86, 5188–5191 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.86.5188

, Hans J. Briegel e Robert Raussendorf. "Entanglement persistente in matrici di particelle interagenti". Lettere di revisione fisica 86, 910–913 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.86.910

, Dominic V. Else, Ilai Schwarz, Stephen D. Bartlett e Andrew C. Doherty. "Fasi protette dalla simmetria per il calcolo quantistico basato sulla misurazione". Lettere di revisione fisica 108, 240505 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.240505

, Tzu-Chieh Wei, Ian Affleck e Robert Raussendorf. "Lo stato Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki su un reticolo a nido d'ape è una risorsa computazionale quantistica universale". Lettere di revisione fisica 106, 070501 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.106.070501

, Akimasa Miyake. "Capacità computazionale quantistica di una fase solida di legame di valenza 2D". Annali di fisica 326, 1656–1671 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.aop.2011.03.006

, Akimasa Miyake. "Calcolo quantistico ai margini di un ordine topologico protetto dalla simmetria". Lettere di revisione fisica 105, 040501 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.105.040501

, Jacob Miller e Akimasa Miyake. "Qualità delle risorse di una fase topologicamente ordinata protetta dalla simmetria per il calcolo quantistico". Lettere di revisione fisica 114, 120506 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.120506

, Robert Raussendorf, Dong-Sheng Wang, Abhishodh Prakash, Tzu-Chieh Wei e David T. Stephen. "Fasi topologiche protette dalla simmetria con potenza computazionale uniforme in una dimensione". Revisione fisica A 96, 012302 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.96.012302

, Trithep Devakul e Dominic J. Williamson. "Calcolo quantistico universale utilizzando fasi di cluster protette da simmetria frattale". Revisione fisica A 98, 022332 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.022332

, Austin K. Daniel, Rafael N. Alexander e Akimasa Miyake. "Universalità computazionale di fasi di cluster topologicamente ordinate protette dalla simmetria su reticoli di Archimede 2D". Quantum 4, 228 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-02-10-228

, Austin K. Daniel e Akimasa Miyake. "Vantaggio computazionale quantistico con parametri dell'ordine delle stringhe di ordine topologico protetto da simmetria unidimensionale". Lettere di revisione fisica 126, 090505 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.090505

, Robert Raussendorf, Cihan Okay, Dong-Sheng Wang, David T. Stephen e Hendrik Poulsen Nautrup. "Fase computazionalmente universale della materia quantistica". Lettere di revisione fisica 122, 090501 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.090501

, David T. Stephen, Hendrik Poulsen Nautrup, Juani Bermejo-Vega, Jens Eisert e Robert Raussendorf. "Simmetrie di sottosistemi, automi cellulari quantistici e fasi computazionali della materia quantistica". Quantum 3, 142 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2019-05-20-142

, Tzu-Chieh Wei e Robert Raussendorf. "Calcolo quantistico basato su misurazioni universali con stati Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki spin-2". Revisione fisica A 92, 012310 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.92.012310

, Dirk-M. Schlingemann, Holger Vogts e Reinhard F. Werner. "Sulla struttura degli automi cellulari quantistici di Clifford". Giornale di fisica matematica 49, 112104 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.3005565 mila

, A. Yu Kitaev. "Calcolo quantistico tollerante ai guasti da parte di anioni". Annali di fisica 303, 2–30 (2003).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​S0003-4916(02)00018-0

, B. Schumacher e RF Werner. "Automi cellulari quantistici reversibili" (2004). arXiv:quant-ph/​0405174.
arXiv: Quant-ph / 0405174

, Daniel M Greenberger, Michael A Horne e Anton Zeilinger. "Andare oltre il teorema di Bell". In Menas Kafatos, editore, Teorema di Bell, Teoria Quantistica e Concezioni dell'Universo. Pagine 69–72. Springer Paesi Bassi, Dordrecht (1989).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-94-017-0849-4_10

, Daniel M. Greenberger, Michael A. Horne, Abner Shimony e Anton Zeilinger. “Teorema di Bell senza disuguaglianze”. Giornale americano di fisica 58, 1131–1143 (1990).
https: / / doi.org/ 10.1119 / 1.16243 mila

, W. Dür, G. Vidal e JI Cirac. "Tre qubit possono essere entangled in due modi inequivalenti". Revisione fisica A 62, 062314 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.62.062314

, M. Sanz, IL Egusquiza, R. Di Candia, H. Saberi, L. Lamata, and E. Solano. "Classificazione dell'entanglement con stati prodotto matriciale". Rapporti scientifici 6, 30188 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep30188

, Norbert Schuch, David Pérez-García e Ignacio Cirac. "Classificazione delle fasi quantistiche utilizzando gli stati del prodotto di matrice e gli stati di coppia entangled proiettati". Revisione fisica B 84, 165139 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.84.165139

, R. Raussendorf, J. Harrington e K. Goyal. "Tolleranza ai guasti topologica nel calcolo quantistico dello stato del cluster". Nuovo Journal of Physics 9, 199–199 (2007).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​9/​6/​199

, Sergey Bravyi e Robert Raussendorf. "Calcolo quantistico basato sulla misurazione con gli stati del codice torico". Revisione fisica A 76, 022304 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.76.022304

, Sergey Bravyi, David Gosset e Yinchen Liu. "Come simulare la misurazione quantistica senza calcolare i margini". Lettere di revisione fisica 128, 220503 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.220503

, Xiao Gang Wen. "Ordini quantistici in un modello esatto solubile". Physical Review Letters 90, 016803 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.90.016803

, Alastair Kay. "Le capacità di un codice torico perturbato come memoria quantistica". Lettere di revisione fisica 107, 270502 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.107.270502

, Lorenzo Piroli, Georgios Styliaris, and J. Ignacio Cirac. "Circuiti quantistici assistiti da operazioni locali e comunicazione classica: trasformazioni e fasi della materia". Lettere di revisione fisica 127, 220503 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.220503

, https://​/​doi.org/​10.5281/​zenodo.7742735.
https: / / doi.org/ 10.5281 / zenodo.7742735

, David Fattal, Toby S. Cubitt, Yoshihisa Yamamoto, Sergey Bravyi e Isaac L. Chuang. “Entanglement nel formalismo stabilizzatore” (2004). arXiv:quant-ph/​0406168.
arXiv: Quant-ph / 0406168

Citato da

[1] David T. Stephen, Wen Wei Ho, Tzu-Chieh Wei, Robert Raussendorf e Ruben Verresen, "Computazione quantistica basata sulla misurazione universale in un'architettura unidimensionale abilitata da circuiti dual-unitari", arXiv: 2209.06191, (2022).

[2] Michael de Oliveira, Luís S. Barbosa e Ernesto F. Galvão, "Vantaggio quantistico nel calcolo quantistico basato su misure temporalmente piatte", arXiv: 2212.03668, (2022).

Le citazioni sopra sono di ANNUNCI SAO / NASA (ultimo aggiornamento riuscito 2023-06-12 23:53:38). L'elenco potrebbe essere incompleto poiché non tutti gli editori forniscono dati di citazione adeguati e completi.

On Il servizio citato da Crossref non sono stati trovati dati su citazioni (ultimo tentativo 2023-06-12 23:53:37).

Questo documento è pubblicato in Quantum sotto il Creative Commons Attribuzione 4.0 Internazionale (CC BY 4.0) licenza. Il copyright rimane dei detentori del copyright originali come gli autori o le loro istituzioni.

Timestamp:

Di più da Diario quantistico