Wyłaniające się projekty stanów kwantowych i biunitarność w dynamice dual-unitarnych obwodów PlatoBlockchain Data Intelligence. Wyszukiwanie pionowe. AI.

Powstające projekty stanów kwantowych i biunitarność w dynamice obwodów dual-uniitarnych

Znacznik czasu: 15 czerwca 2022 7:13

Pietera W. Claeysa1,2 i Austena Lamacrafta2

1Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems, 01187 Drezno, Niemcy
2TCM Group, Cavendish Laboratory, University of Cambridge, Cambridge CB3 0HE, Wielka Brytania

Czy ten artykuł jest interesujący czy chcesz dyskutować? Napisz lub zostaw komentarz do SciRate.

Abstrakcyjny

W ostatnich pracach zbadano pojawienie się nowego rodzaju losowego zachowania macierzy w dynamice jednostkowej po wygaszeniu kwantowym. Zaczynając od stanu rozwiniętego w czasie, zespół czystych stanów obsługiwany w małym podsystemie można wygenerować, wykonując pomiary rzutowe na pozostałej części systemu, prowadząc do $textit{zespołu rzutowanego}$. W chaotycznych układach kwantowych przypuszczano, że takie rzutowane zespoły stają się nie do odróżnienia od jednolitego losowego zespołu Haara i prowadzą do $tekstytu{projektu stanu kwantowego}$. Dokładne wyniki przedstawili niedawno Ho i Choi [Phys. Ks. 128, 060601 (2022)] dla kopniętego modelu Isinga w samodzielnym punkcie. Zapewniamy alternatywną konstrukcję, którą można rozszerzyć na ogólne chaotyczne obwody dual-uniitarne z rozwiązywalnymi stanami początkowymi i pomiarami, podkreślając rolę leżącej u jej podstaw podwójnej unitarności i dalej pokazując, w jaki sposób modele obwodów dual-uniitarnych wykazują zarówno dokładną rozwiązywalność, jak i zachowanie macierzy losowych. Opierając się na wynikach połączeń biunitarnych, pokazujemy, w jaki sposób złożone macierze Hadamarda i bazy błędów jednostkowych prowadzą do możliwych do rozwiązania schematów pomiarowych.

Polecany obraz: Schematyczna ilustracja obwodu kwantowego, dla którego pomiary na obserwowanym podsystemie B zwracają losowe stany na nieobserwowanym podsystemie A.

Popularne podsumowanie

Ostatnie demonstracje supremacji kwantowej opierały się na przygotowaniu losowych stanów kwantowych. W eksperymentach tych wprowadzono losowość poprzez dobór parametrów eksperymentalnych za pomocą zwykłych (pseudo-)losowych generatorów liczb. Ostatnio zaproponowano alternatywne podejście: mierząc część dużego układu kwantowego, niepewność właściwą samemu procesowi pomiaru kwantowego można wykorzystać do wygenerowania losowego stanu kwantowego w nieobserwowanej części układu.

Aby takie podejście zadziałało, państwo musi mieć wysoki stopień splątania między dwoma podsystemami. Z drugiej strony możliwe realizacje eksperymentalne muszą być lokalne: tworzone na przykład przez operacje na sąsiednich kubitach. W niniejszym artykule pokazujemy, że niedawno wprowadzona rodzina obwodów kwantowych zbudowanych z bramek dual-unitarnych dostarcza dokładnie niezbędnych składników do budowy dowolnie losowych stanów kwantowych metodą pomiarów cząstkowych. Poza potencjalnymi zastosowaniami do testów porównawczych komputerów kwantowych, nasze wyniki dostarczają szczegółowego obrazu kwantowych chaotycznych właściwości funkcji falowych rozszerzonego systemu.

► Dane BibTeX

► Referencje

[1] L. D'Alessio, Y. Kafri, A. Polkovnikov i M. Rigol, Adv. Fiz. 65, 239 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 00018732.2016.1198134

[2] H.-J. Stöckmann, Quantum Chaos: wprowadzenie (Cambridge University Press, Cambridge, 1999).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511524622

[3] F. Haake, Quantum Signatures of Chaos, Springer Series in Synergetics, tom. 54 (Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg, 2010).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-05428-0

[4] M. Akila, D. Waltner, B. Gutkin i T. Guhr, J. Phys. O: Matematyka. Teoria. 49, 375101 (2016).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​49/​37/​375101

[5] B. Bertini, P. Kos i T. Prosen, Phys. Ks. 121, 264101 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.264101

[6] B. Bertini, P. Kos i T. Prosen, Phys. Rev X 9, 021033 (2019a).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.9.021033

[7] S. Gopalakrishnan i A. Lamacraft, Phys. Rev. B 100, 064309 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.100.064309

[8] B. Bertini, P. Kos i T. Prosen, Phys. Ks. 123, 210601 (2019b).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.210601

[9] SA Rather S. Aravinda i A. Lakshminarayan, Phys. Ks. 125, 070501 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.070501

[10] B. Gutkin, P. Braun, M. Akila, D. Waltner i T. Guhr, Phys. Rev. B 102, 174307 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.102.174307

[11] S. Aravinda, SA Rather i A. Lakshminarayan, Phys. Rev. Research 3, 043034 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.043034

[12] PW Claeys i A. Lamacraft, Phys. Ks. 126, 100603 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.100603

[13] T. Prosen, Chaos 31, 093101 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 5.0056970

[14] S. Singh i I. Nechita, arXiv: 2112.11123 (2021).
https://​/​doi.org/​10.1088/​1751-8121/​ac7017
arXiv: 2112.11123v1

[15] M. Borsi i B. Pozsgay, arXiv: 2201.07768 (2022).
arXiv: 2201.07768

[16] PW Claeys i A. Lamacraft, Phys. Rev. Research 2, 033032 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.033032

[17] B. Bertini i L. Piroli, Phys. Rev. B 102, 064305 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.102.064305

[18] R. Suzuki, K. Mitarai i K. Fujii, Quantum 6, 631 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2022-01-24-631

[19] L. Piroli, B. Bertini, JI Cirac i T. Prosen, Phys. Rev B 101, 094304 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.101.094304

[20] B. Jonnadula, P. Mandayam, K. Życzkowski i A. Lakshminarayan, Phys. Rev. Research 2, 043126 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.043126

[21] I. Reid i B. Bertini, Phys. Rev. B 104, 014301 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.104.014301

[22] P. Kos, B. Bertini i T. Prosen, Phys. Rev X 11, 011022 (2021a).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.11.011022

[23] A. Lerose, M. Sonner i DA Abanin, Phys. Rev X 11, 021040 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.11.021040

[24] G. Giudice, G. Giudici, M. Sonner, J. Thoenniss, A. Lerose, DA Abanin i L. Piroli, Phys. Ks. 128, 220401 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.220401

[25] A. Lerose, M. Sonner i DA Abanin, arXiv:2201.04150 (2022).
arXiv: 2201.04150

[26] A. Zabalo, M. Gullans, J. Wilson, R. Vasseur, A. Ludwig, S. Gopalakrishnan, DA Huse i J. Pixley, Phys. Ks. 128, 050602 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.050602

[27] E. Chertkov, J. Bohnet, D. Francois, J. Gaebler, D. Gresh, A. Hankin, K. Lee, R. Tobey, D. Hayes, B. Neyenhuis, R. Stutz, AC Potter i M. Foss-Feig, arXiv:2105.09324 (2021).
arXiv: 2105.09324

[28] X. Mi, P. Roushan, C. Quintana, S. Mandrà, J. Marshall, C. Neill, F. Arute, K. Arya, J. Atalaya, R. Babbush, JC Bardin, R. Barends, J. Basso , A. Bengtsson, S. Boixo, A. Bourassa, M. Broughton, BB Buckley, DA Buell, B. Burkett, N. Bushnell, Z. Chen, B. Chiaro, R. Collins, W. Courtney, S. Demura , AR Derk, A. Dunsworth, D. Eppens, C. Erickson, E. Farhi, AG Fowler, B. Foxen, C. Gidney, M. Giustina, JA Gross, poseł Harrigan, SD Harrington, J. Hilton, A. Ho, S. Hong, T. Huang, WJ Huggins, LB Ioffe, SV Isakov, E. Jeffrey, Z. Jiang, C. Jones, D. Kafri, J. Kelly, S. Kim, A. Kitaev, PV Klimov, AN Korotkov, F. Kostritsa, D. Landhuis, P. Laptev, E. Lucero, O. Martin, JR McClean, T. McCourt, M. McEwen, A. Megrant, KC Miao, M. Mohseni, S. Montazeri, W. Mruczkiewicz, J. Mutus, O. Naaman, M. Neeley, M. Newman, MY Niu, TE O'Brien, A. Opremcak, E. Ostby, B. Pato, A. Petukhov, N. Redd, NC Rubin, D. Sank, KJ Satzinger, V. Shvarts, D. Strain, M. Szalay, MD Trevithick, B. Villalonga, T. White, ZJ Yao, P. Yeh, A. Zalcman, H. Neven, I. Aleiner, K. Kechedzhi, V. Smelyanskiy i Y. Chen, Science (2021), 10.1126/​science.abg5029.
https://​/​doi.org/​10.1126/​science.abg5029

[29] B. Bertini, P. Kos i T. Prosen, Commun. Matematyka. Fiz. 387, 597 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-021-04139-2

[30] P. Kos, B. Bertini i T. Prosen, Phys. Ks. 126, 190601 (2021b).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.190601

[31] F. Fritzsch i T. Prosen, Phys. Rev. E 103, 062133 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.103.062133

[32] JS Cotler, DK Mark, H.-Y. Huang, F. Hernandez, J. Choi, AL Shaw, M. Endres i S. Choi, arXiv: 2103.03536 (2021).
arXiv: 2103.03536

[33] J. Choi, AL Shaw, IS Madjarov, X. Xie, JP Covey, JS Cotler, DK Mark, H.-Y. Huang, A. Kale, H. Pichler, FGSL Brandão, S. Choi i M. Endres, arXiv: 2103.03535 (2021).
arXiv: 2103.03535

[34] WW Ho i S. Choi, Phys. Ks. 128, 060601 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.060601

[35] D. Gross, K. Audenaert i J. Eisert, J. Math. Fiz. 48, 052104 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.2716992

[36] A. Ambainis i J. Emerson, w dwudziestej drugiej dorocznej konferencji IEEE w sprawie złożoności obliczeniowej (CCC'07) (2007) s. 129–140, iSSN: 1093-0159.
https: / / doi.org/ 10.1109 / CCC.2007.26

[37] DA Roberts i B. Yoshida, J. High Energ. Fiz. 2017, 121 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1007 / JHEP04 (2017) 121

[38] H. Wilming i I. Roth, arXiv: 2202.01669 (2022).
arXiv: 2202.01669

[39] DJ Reutter i J. Vicary, Wyższe Struktury 3, 109 (2019).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1609.07775

[40] A. Chandran i CR Laumann, Phys. Rev B 92, 024301 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.92.024301

[41] A. Nahum, J. Ruhman, S. Vijay i J. Haah, Phys. Rev X 7, 031016 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.7.031016

[42] V. Khemani, A. Vishwanath i DA Huse, Phys. Rev X 8, 031057 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.031057

[43] C. von Keyserlingk, T. Rakovszky, F. Pollmann i S. Sondhi, Phys. Rev X 8, 021013 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.021013

[44] A. Nahum, S. Vijay i J. Haah, Phys. Rev X 8, 021014 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.021014

[45] A. Chan, A. De Luca i J. Chalker, Phys. Ks. X 8, 041019 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.041019

[46] T. Rakovszky, F. Pollmann i C. von Keyserlingk, Phys. Rev X 8, 031058 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.031058

[47] T. Rakovszky, F. Pollmann i C. von Keyserlingk, Phys. Ks. 122, 250602 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.250602

[48] T. Zhou i A. Nahum, Phys. Rev. X 10, 031066 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.10.031066

[49] S. Garratt i J. Chalker, Phys. Rev X 11, 021051 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.11.021051

[50] J. Bensa i M. Žnidarič, Phys. Rev X 11, 031019 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.11.031019

[51] R. Orús, Ann. Fiz. 349, 117 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.aop.2014.06.013

[52] B. Bertini, P. Kos i T. Prosen, SciPost Phys. 8 067 (2020a).
https: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.8.4.067

[53] D. Weingarten, J. Math. Fiz. 19, 999 (1978).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.523807

[54] B. Collins, Int. Matematyka. Res. Nie. 2003, 953 (2003).
https: // doi.org/ 10.1155 / S107379280320917X

[55] B. Collins i P. Śniady, Gm. Matematyka. Fiz. 264, 773 (2006).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-006-1554-3

[56] B. Bertini, P. Kos i T. Prosen, SciPost Phy. 8 (068b).
https: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.8.4.068

[57] Z. Webb, QIC 16, 1379 (2016).
https: / / doi.org/ 10.26421 / QIC16.15-16-8

[58] E. Knill, Niebinarne jednolite bazy błędów i kody kwantowe, Tech. Rep. LA-UR-96-2717 (Los Alamos National Lab. (LANL), Los Alamos, Nowy Meksyk (Stany Zjednoczone), 1996).
https: / / doi.org/ 10.2172 / 373768

[59] P. Shor, w Proceedings of 37th Conference on Foundations of Computer Science (1996) s. 56-65, ISSN: 0272-5428.
https: / / doi.org/ 10.1109 / SFCS.1996.548464

[60] RF Werner, J. Phys. O: Matematyka. Gen. 34, 7081 (2001).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0305-4470/​34/​35/​332

[61] J. Hauschild i F. Pollmann, SciPost Phys. Wykł. Notatki, 005 (2018).
https: // doi.org/ 10.21468 / SciPostPhysLectNotes 5

[62] Y. Li, X. Chen i MPA Fisher, Phys. Rev B 98, 205136 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.98.205136

[63] B. Skinner, J. Ruhman i A. Nahum, Phys. Rev X 9, 031009 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.9.031009

[64] A. Chan, RM Nandkishore, M. Pretko i G. Smith, Phys. Rev. B 99, 224307 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.99.224307

[65] MJ Gullans i DA Huse, Phys. Rev X 10, 041020 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.10.041020

[66] M. Ippoliti i WW Ho, arXiv: 2204.13657 (2022).
arXiv: 2204.13657

Cytowany przez

[1] Matteo Ippoliti i Wen Wei Ho, „Dynamiczne oczyszczenie i pojawienie się projektów stanów kwantowych z projektowanego zespołu”, arXiv: 2204.13657.

[2] Suhail Ahmad Rather, S. Aravinda i Arul Lakshminarayan, „Budowa i lokalna równoważność operatorów dualnych: od map dynamicznych do kwantowych projektów kombinatorycznych”, arXiv: 2205.08842.

Powyższe cytaty pochodzą z Reklamy SAO / NASA (ostatnia aktualizacja pomyślnie 2022-07-16 14:31:19). Lista może być niekompletna, ponieważ nie wszyscy wydawcy podają odpowiednie i pełne dane cytowania.

On Serwis cytowany przez Crossref nie znaleziono danych na temat cytowania prac (ostatnia próba 2022-07-16 14:31:18).

Niniejszy artykuł opublikowano w Quantum pod Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 Międzynarodowe (CC BY 4.0) licencja. Prawa autorskie należą do pierwotnych właścicieli praw autorskich, takich jak autorzy lub ich instytucje.

Znak czasu:

Więcej z Dziennik kwantowy