通过量子模拟器实现W态的实验制备
量子物理
2025-10-22 v1 量子气体
摘要
态是同时具备两两和多部分纠缠的量子关联态，因而在多个量子算法中具有实用价值。我们提出一种通过利用拓扑环形扰动来生成这些态的协议，并在最高达11量子比特的可编程Rydberg原子阵列上实现了Rubidium原子的许多体态。数值模拟显示，该算法可扩展至数十个量子比特，具有近期可实现的更新。为验证我们的态制备协议并探测量子纠缠，我们设计一种仅需两种测量集合的保真度估计器。为实现该估计器，我们发展出一种新型且高效的贝叶斯态分光方法，利用准确的经典数值模拟来克服实验 setup 的局限。因此，针对实验制备的11量子比特态，认证出约的保真度下界。该工作提供了一种在质量上领先的生成高质量量子纠缠态的程序，进一步展示了物理原理如何克服计算传统障碍，并可被用于量子优势。
引用
@article{arxiv.2510.17974,
title = {Experimental preparation of W states through many-body physics on a quantum simulator},
author = {Alberto Giuseppe Catalano and Ceren Dağ and Gianpaolo Torre and Salvatore Marco Giampaolo and Fabio Franchini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.17974},
year = {2025}
}
备注
11 pages, 4 figures, including methods section with 2 tables. Supplementary Material submitted to journal