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在常深度量子电路的错误阈值处实现西森里过渡

量子物理 2025-01-28 v2 无序系统与神经网络 统计力学 强关联电子

摘要

跨越多量子比特制备量子态是释放量子计算机全部潜力所必需的。然而,一个关键挑战是实现对噪声与门缺陷稳定的高效制备协议。在此,我们利用127超导量子比特器件上的基于测量的协议,研究了最简单长程序——熟悉于GHZ态与重复码的伊辛序——在54个系统量子比特上的生成。我们对常深度协议与经典解码器的有效实现,相比依赖于尺寸的酉协议展现出更高的GHZ态保真度。通过实验调节相干与非相干错误率,我们证明了该解码长程序在二维下的稳定性,直至对应属于罕见西森里普适类的相变临界点。尽管经典系统中的西森里物理需对多参数精细调节,此处它作为测量概率玻恩规则的直接结果而出现——锁定驱动该转变的有效温度与无序。我们的研究例证了基于测量的态制备如何在百量子比特以上的量子处理器上被有意义地探索。

关键词

引用

@article{arxiv.2309.02863,
  title  = {Realizing the Nishimori transition across the error threshold for constant-depth quantum circuits},
  author = {Edward H. Chen and Guo-Yi Zhu and Ruben Verresen and Alireza Seif and Elisa Bäumer and David Layden and Nathanan Tantivasadakarn and Guanyu Zhu and Sarah Sheldon and Ashvin Vishwanath and Simon Trebst and Abhinav Kandala},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.02863},
  year   = {2025}
}

备注

16 pages, 18 figures