拓扑情境性与光子编码仲费米子的任意子统计
量子物理
2021-09-21 v2 介观与纳米尺度物理
强关联电子
摘要
在马约拉纳零模态的测量过程中预期会出现的准粒子中毒，对实现基于马约拉纳的量子计算提出了根本性难题。仲费米子作为马约拉纳费米子的自然推广，能够编码免受准粒子中毒影响的拓扑量子dit。尽管预期仲费米子会在超导分数量子霍尔系统中涌现，但当前技术尚无法实现。为绕过这一问题，我们采用光子量子模拟器实验演示了基于仲费米子的通用量子计算的关键组件。本文的贡献有两点。首先，通过操控光子态，我们实现了对应于仲费米子编织统计的Clifford算符Berry相位。其次，我们首次在拓扑系统中研究量子情境性，通过展示仲费米子编码的量子dit态的情境性。重要的是，我们发现拓扑编码的情境性为魔法态蒸馏开辟了道路，且情境性与编织诱导的Clifford门都对局域噪声具有韧性。通过引入情境性，我们的光子量子模拟为实现拓扑量子计算提供了迈向物理上稳健方法的第一步。
引用
@article{arxiv.2011.05008,
title = {Topological contextuality and anyonic statistics of photonic-encoded parafermions},
author = {Zheng-Hao Liu and Kai Sun and Jiannis K. Pachos and Mu Yang and Yu Meng and Yu-Wei Liao and Qiang Li and Jun-Feng Wang and Ze-Yu Luo and Yi-Fei He and Dong-Yu Huang and Guang-Rui Ding and Jin-Shi Xu and Yong-Jian Han and Chuan-Feng Li and Guang-Can Guo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.05008},
year = {2021}
}
备注
11+6 pages, 5+2 figures, 1+2 tables, presentation extended and improved, analysis and results the same, to appear in PRX Quantum