1Інститут фізики складних систем Макса Планка, 01187 Дрезден, Німеччина
2TCM Group, Кавендішська лабораторія, Кембриджський університет, Кембридж CB3 0HE, Великобританія
Вам цей документ цікавий чи ви хочете обговорити? Скайте або залиште коментар на SciRate.
абстрактний
Останні роботи досліджували появу нового типу випадкової матричної поведінки в унітарній динаміці після квантового гасіння. Починаючи зі стану, що розвивався в часі, ансамбль чистих станів, що підтримується в невеликій підсистемі, може бути згенерований шляхом виконання проективних вимірювань на решті системи, що призводить до $textit{projected ensemble}$. У хаотичних квантових системах було припущено, що такі проектовані ансамблі стають невідрізними від однорідного Хаара-випадкового ансамблю і призводять до $textit{quantum state design}$. Точні результати були нещодавно представлені Хо і Чой [Phys. Преподобний Летт. 128, 060601 (2022)] для кинутої моделі Ізінга в самоподвійній точці. Ми надаємо альтернативну конструкцію, яку можна поширити на загальні хаотичні подвійні унітарні схеми з розв’язуваними початковими станами та вимірюваннями, висвітлюючи роль основної подвійної унітарності та додатково показуючи, як моделі подвійних унітарних ланцюгів демонструють як точну розв’язність, так і поведінку випадкової матриці. Спираючись на результати біунітарних зв’язків, ми показуємо, як складні матриці Адамара та бази унітарних помилок призводять до розв’язуваних схем вимірювання.
Вибране зображення: схематична ілюстрація квантової схеми, для якої вимірювання в спостережуваній підсистемі B повертають випадкові стани в неспостережуваній підсистемі A.
Популярне резюме
Щоб такий підхід працював, держава повинна мати високий ступінь заплутаності між двома підсистемами. З іншого боку, можливі експериментальні реалізації повинні бути локальними: наприклад, утворені операціями над сусідніми кубітами. У цій роботі ми показуємо, що нещодавно введене сімейство квантових схем, виготовлених із подвійних унітарних вентилів, забезпечує саме необхідні інгредієнти для побудови довільно випадкових квантових станів методом часткових вимірювань. Окрім потенційних застосувань для порівняльного аналізу квантових комп’ютерів, наші результати дають детальне уявлення про квантові хаотичні властивості хвильових функцій розширеної системи.
► Дані BibTeX
► Список літератури
[1] Л. Д'Алессіо, Ю. Кафрі, А. Полковніков, М. Ріголь, адв. фіз. 65, 239 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 00018732.2016.1198134
[2] Х.-Ж. Штокман, Квантовий хаос: Вступ (Cambridge University Press, Cambridge, 1999).
https:///doi.org/10.1017/CBO9780511524622
[3] Ф. Хааке, Квантові сигнатури хаосу, Springer Series in Synergetics, Vol. 54 (Springer Berlin Heidelberg, Берлін, Гейдельберг, 2010).
https://doi.org/10.1007/978-3-642-05428-0
[4] M. Akila, D. Waltner, B. Gutkin, T. Guhr, J. Phys. В: Математика. Теор. 49, 375101 (2016).
https://doi.org/10.1088/1751-8113/49/37/375101
[5] Б. Бертіні, П. Кос, Т. Прозен, фіз. Преподобний Летт. 121, 264101 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.264101
[6] Б. Бертіні, П. Кос, Т. Прозен, фіз. Rev. X 9, 021033 (2019a).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.9.021033
[7] S. Gopalakrishnan and A. Lamacraft, Phys. B 100, 064309 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevB.100.064309
[8] Б. Бертіні, П. Кос, Т. Прозен, фіз. Преподобний Летт. 123, 210601 (2019b).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.210601
[9] С. А. Ратер, С. Аравінда, А. Лакшмінараян, Phys. Преподобний Летт. 125, 070501 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.070501
[10] Б. Гуткін, П. Браун, М. Акіла, Д. Вальтнер, Т. Гур, Phys. Rev. B 102, 174307 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevB.102.174307
[11] S. Aravinda, SA Rather, та A. Lakshminarayan, Phys. Rev. Research 3, 043034 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.043034
[12] PW Claeys та A. Lamacraft, Phys. Преподобний Летт. 126, 100603 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.100603
[13] Т. Просен, Хаос 31, 093101 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 5.0056970
[14] С. Сінгх та І. Нечіта, arXiv: 2112.11123 (2021).
https:///doi.org/10.1088/1751-8121/ac7017
arXiv: 2112.11123v1
[15] М. Борсі та Б. Позсгай, arXiv:2201.07768 (2022).
arXiv: 2201.07768
[16] PW Claeys та A. Lamacraft, Phys. Rev. Research 2, 033032 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.033032
[17] Б. Бертіні та Л. Піролі, Phys. Rev. B 102, 064305 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevB.102.064305
[18] Р. Судзукі, К. Мітарай та К. Фуджі, Квант 6, 631 (2022).
https://doi.org/10.22331/q-2022-01-24-631
[19] L. Piroli, B. Bertini, JI Cirac, T. Prosen, Phys. Rev. B 101, 094304 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevB.101.094304
[20] Б. Йоннадула, П. Мандаям, К. Жичковський, А. Лакшмінараян, фіз. Rev. Research 2, 043126 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.043126
[21] I. Reid і B. Bertini, Phys. B 104, 014301 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevB.104.014301
[22] P. Kos, B. Bertini, T. Prosen, Phys. Rev. X 11, 011022 (2021a).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.11.011022
[23] A. Lerose, M. Sonner, DA Abanin, Phys. Rev. X 11, 021040 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.11.021040
[24] Дж. Джудіче, Дж. Джудічі, М. Соннер, Дж. Тоннісс, А. Лероз, Д. А. Абанін, Л. Піролі, Phys. Преподобний Летт. 128, 220401 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.220401
[25] A. Lerose, M. Sonner, and DA Abanin, arXiv:2201.04150 (2022).
arXiv: 2201.04150
[26] A. Zabalo, M. Gullans, J. Wilson, R. Vasseur, A. Ludwig, S. Gopalakrishnan, DA Huse, and J. Pixley, Phys. Преподобний Летт. 128, 050602 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.050602
[27] Є. Чертков, Дж. Боне, Д. Франсуа, Дж. Геблер, Д. Греш, А. Ханкін, К. Лі, Р. Тобі, Д. Хейз, Б. Нейенхейс, Р. Штуц, А. К. Поттер і М. Фосс-Фейг, 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, J. C. Bardin, R. Barends, J. Basso , A. Bengtsson, S. Boixo, A. Bourassa, M. Broughton, B. B. Buckley, D. A. Buell, B. Burkett, N. Bushnell, Z. Chen, B. Chiaro, R. Collins, W. Courtney, S. Demura , A. R. Derk, A. Dunsworth, D. Eppens, C. Erickson, E. Farhi, A. G. Fowler, B. Foxen, C. Gidney, M. Giustina, J. A. Gross, M. P. Harrigan, S. D. Harrington, J. Hilton, A. Хо, С. Хонг, Т. Хуанг, В. Дж. Хаггінс, Л. Б. Іоффе, С. В. Ісаков, Е. Джеффрі, З. Цзян, К. Джонс, Д. Кафрі, Дж. Келлі, С. Кім, А. Китаєв, П. В. Клімов, А. Н. Коротков, Ф. Костріца, Д. Ландхуіс, П. Лаптєв, Е. Лусеро, О. Мартін, Дж. Р. МакКлін, Т. Маккорт, М. Мак’юен, А. Мегрант, К. К. Мяо, М. Мохсені, С. Монтазері, В. Mruczkiewicz, J. Mutus, O. Naaman, M. Neeley, M. Newman, M. Y. Niu, T. E. O'Brien, A. Opremcak, E. Ostby, B. Pato, A. Petukhov, N. Redd, N. C. Rubin, Д. Санк, К. Дж. Сацінгер, В. Шварц, Д. Стрейн, М. Салай, М. Д. Тревітік, Б. Віллалонга, Т. Уайт, З. Дж. Яо, П. Йе, А. Залкман, Х. Невен, І. Алейнер, К. Кечеджі, В. Смілянський та Ю. Чен, Science (2021), 10.1126/science.abg5029.
https:///doi.org/10.1126/science.abg5029
[29] Б. Бертіні, П. Кос, Т. Прозен, Комун. Математика фіз. 387, 597 (2021).
https://doi.org/10.1007/s00220-021-04139-2
[30] P. Kos, B. Bertini, T. Prosen, Phys. Преподобний Летт. 126, 190601 (2021b).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.190601
[31] Ф. Фріч, Т. Прозен, фіз. Rev. E 103, 062133 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.103.062133
[32] JS Cotler, DK Mark, H.-Y. Хуанг, Ф. Ернандес, Дж. Чой, А. Л. Шоу, М. Ендрес та С. Чой, arXiv: 2103.03536 (2021).
arXiv: 2103.03536
[33] Дж. Чой, А. Л. Шоу, І. С. Маджаров, X. Се, Дж. П. Кові, Дж. С. Котлер, Д. К. Марк, Х.-Й. Хуанг, А. Кале, Х. Піхлер, FGSL Брандао, С. Чой та М. Ендрес, arXiv: 2103.03535 (2021).
arXiv: 2103.03535
[34] WW Хо і С. Чой, Phys. Преподобний Летт. 128, 060601 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.060601
[35] D. Gross, K. Audenaert, and J. Eisert, J. Math. фіз. 48, 052104 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.2716992
[36] А. Амбайніс та Дж. Емерсон, у двадцять другій щорічній конференції IEEE з обчислювальної складності (CCC'07) (2007), стор. 129–140, iSSN: 1093-0159.
https:///doi.org/10.1109/CCC.2007.26
[37] Д. А. Робертс і Б. Йошіда, Дж. Хай Енергія. фіз. 2017, 121 (2017).
https:///doi.org/10.1007/JHEP04(2017)121
[38] Х. Вілмінг та І. Рот, arXiv: 2202.01669 (2022).
arXiv: 2202.01669
[39] DJ Reutter і J. Vicary, Вищі структури 3, 109 (2019).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1609.07775
[40] A. Chandran та CR Laumann, Phys. Ред. B 92, 024301 (2015).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevB.92.024301
[41] A. Nahum, J. Ruhman, S. Vijay, J. Haah, Phys. Rev. X 7, 031016 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.7.031016
[42] V. Khemani, A. Vishwanath, DA Huse, Phys. Rev. X 8, 031057 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.031057
[43] C. von Keyserlingk, T. Rakovszky, F. Pollmann, S. Sondhi, Phys. Rev. X 8, 021013 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.021013
[44] A. Nahum, S. Vijay, J. Haah, Phys. Rev. X 8, 021014 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.021014
[45] A. Chan, A. De Luca та J. Chalker, Phys. X 8, 041019 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.041019
[46] T. Rakovszky, F. Pollmann, C. von Keyserlingk, Phys. Rev. X 8, 031058 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.031058
[47] T. Rakovszky, F. Pollmann, C. von Keyserlingk, Phys. Преподобний Летт. 122, 250602 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.250602
[48] T. Zhou та A. Nahum, Phys. Rev. X 10, 031066 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.10.031066
[49] S. Garratt та J. Chalker, Phys. Rev. X 11, 021051 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.11.021051
[50] J. Bensa, M. Žnidarič, Phys. Rev. X 11, 031019 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.11.031019
[51] Р. Орус, Анн. фіз. 349, 117 (2014).
https:///doi.org/10.1016/j.aop.2014.06.013
[52] Б. Бертіні, П. Кос, Т. Просен, SciPost Phys. 8, 067 (2020a).
https:///doi.org/10.21468/SciPostPhys.8.4.067
[53] Д. Вайнгартен, Дж. Матем. фіз. 19, 999 (1978).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.523807
[54] B. Collins, Int. Математика Res. ні. 2003, 953 (2003).
https:///doi.org/10.1155/S107379280320917X
[55] B. Collins and P. Śniady, Commun. Математика фіз. 264, 773 (2006).
https://doi.org/10.1007/s00220-006-1554-3
[56] Б. Бертіні, П. Кос і Т. Просен, SciPost Phy. 8, 068 (2020b).
https:///doi.org/10.21468/SciPostPhys.8.4.068
[57] З. Вебб, QIC 16, 1379 (2016).
https:///doi.org/10.26421/QIC16.15-16-8
[58] E. Knill, Небінарні унітарні бази помилок і квантові коди, техн. Rep. LA-UR-96-2717 (Лос-Аламосська національна лабораторія (LANL), Лос-Аламос, Нью-Мексико (США), 1996).
https: / / doi.org/ 10.2172 / 373768
[59] П. Шор, Матеріали 37-ї конференції з основ комп'ютерних наук (1996), с. 56–65, iSSN: 0272-5428.
https:///doi.org/10.1109/SFCS.1996.548464
[60] RF Werner, J. Phys. В: Математика. Ген. 34, 7081 (2001).
https://doi.org/10.1088/0305-4470/34/35/332
[61] J. Hauschild та F. Pollmann, SciPost Phys. лект. Записки , 005 (2018).
https:///doi.org/10.21468/SciPostPhysLectNotes.5
[62] Y. Li, X. Chen, and MPA Fisher, Phys. Ред. B 98, 205136 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevB.98.205136
[63] Б. Скіннер, Дж. Руман, А. Наум, Phys. Rev. X 9, 031009 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.9.031009
[64] A. Chan, RM Nandkishore, M. Pretko, G. Smith, Phys. Ред. B 99, 224307 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevB.99.224307
[65] MJ Gullans і DA Huse, Phys. Rev. X 10, 041020 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.10.041020
[66] М. Іполіті та В. В. Хо, arXiv: 2204.13657 (2022).
arXiv: 2204.13657
Цитується
[1] Маттео Іпполіті та Вен Вей Хо, «Динамічне очищення та поява проектів квантових станів із проектованого ансамблю», arXiv: 2204.13657.
[2] Сухайл Ахмад Ратер, С. Аравінда та Арул Лакшмінараян, «Побудова та локальна еквівалентність подвійних унітарних операторів: від динамічних карт до квантових комбінаторних проектів», arXiv: 2205.08842.
Вищезазначені цитати від SAO / NASA ADS (останнє оновлення успішно 2022-07-16 14:31:19). Список може бути неповним, оскільки не всі видавці надають відповідні та повні дані про цитування.
On Служба, на яку посилається Crossref даних про цитування робіт не знайдено (остання спроба 2022-07-16 14:31:18).
Ця стаття опублікована в Quantum під Creative Commons Attribution 4.0 International (CC на 4.0) ліцензія. Авторське право залишається за оригінальними власниками авторських прав, такими як автори або їх установи.
