1Τμήμα Φυσικής, Κρατικό Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας, Raleigh, North Carolina 27695, ΗΠΑ
2Τμήμα Φυσικής, Πανεπιστήμιο Georgetown, 37ο και O Sts. NW, Washington, DC 20057 ΗΠΑ
Βρείτε αυτό το άρθρο ενδιαφέρουσα ή θέλετε να συζητήσετε; Scite ή αφήστε ένα σχόλιο για το SciRate.
Περίληψη
Οι τοπολογικές κβαντικές φάσεις των κβαντικών υλικών ορίζονται μέσω των τοπολογικών τους αναλλοίωτων. Αυτές οι τοπολογικές αναλλοίωτες είναι μεγέθη που χαρακτηρίζουν τις παγκόσμιες γεωμετρικές ιδιότητες των συναρτήσεων κβαντικών κυμάτων και επομένως είναι απρόσβλητες στον τοπικό θόρυβο. Εδώ, παρουσιάζουμε μια στρατηγική για τη μέτρηση τοπολογικών αναλλοίωτων σε κβαντικούς υπολογιστές. Δείχνουμε ότι η στρατηγική μας μπορεί εύκολα να ενσωματωθεί με το variational quantum eigensolver (VQE) έτσι ώστε οι τοπολογικές ιδιότητες των γενικών κβαντικών καταστάσεων πολλών σωμάτων να μπορούν να χαρακτηριστούν στο τρέχον κβαντικό υλικό. Επιδεικνύουμε την ισχυρή φύση της μεθόδου μετρώντας τοπολογικές αναλλοίωτες τόσο για μοντέλα που δεν αλληλεπιδρούν όσο και για αλληλεπιδρώντα μοντέλα και χαρτογραφούμε αλληλεπιδρώντα διαγράμματα κβαντικής φάσης σε κβαντικούς προσομοιωτές και κβαντικό υλικό IBM.
Επιλεγμένη εικόνα: Μια γενική στρατηγική επιτρέπει ακριβείς υπολογισμούς των αριθμών Chern στους κβαντικούς υπολογιστές της IBM.
Δημοφιλή περίληψη
► Δεδομένα BibTeX
► Αναφορές
[1] DJ Thouless, M. Kohmoto, MP Nightingale, και M. den Nijs, Phys. Αναθ. Lett. 49, 405 (1982).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.49.405
[2] Q. Niu, DJ Thouless και Y.-S. Wu, Phys. Rev. Β 31, 3372 (1985).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.31.3372
[3] DN Sheng, L. Sheng, and ZY Weng, Phys. Αναθ. Β 73, 233406 (2006).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.73.233406
[4] H. Obuse, A. Furusaki, S. Ryu, and C. Mudry, Phys. Αναθ. Β 76, 075301 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.76.075301
[5] J. Li, R.-L. Chu, JK Jain και S.-Q. Shen, Phys. Αναθ. Lett. 102, 136806 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.136806
[6] Ε. Prodan, J. Phys. Α: Μαθηματικά. Θεωρ. 44, 113001 (2011).
https://doi.org/10.1088/1751-8113/44/11/113001
[7] JT Chalker, M. Ortuno, and AM Somoza, Phys. Αναθ. Β 83, 115317 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.83.115317
[8] J. Liu, AC Potter, KT Law, and PA Lee, Phys. Αναθ. Lett. 109, 267002 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.109.267002
[9] AM Lobos, RM Lutchyn, and S. Das Sarma, Phys. Αναθ. Lett. 109, 146403 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.109.146403
[10] EJ Konig, PM Ostrovsky, IV Protopopov, IV Gornyi, IS Burmistrov και AD Mirlin Phys. Αναθ. Β 88, 035106 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.88.035106
[11] A. Altland, D. Bagrets, L. Fritz, A. Kamenev, and H. Schmiedt, Phys. Αναθ. Lett. 112, 206602 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.112.206602
[12] I. Mondragon-Shem, TL Hughes, J. Song, and Ε. Prodan, Phys. Αναθ. Lett. 113, 046802 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.046802
[13] J. Song, and Ε. Prodan, Phys. Απ. Β 89, 224203 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.89.224203
[14] MS Foster, Η.-Υ. Xie, και Υ.-Ζ. Chou, Phys. Απ. Β 89, 155140 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.89.155140
[15] J. Wang, B. Lian και S.-C. Zhang, Phys. Αναθ. Β 89, 085106 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.89.085106
[16] C. Liu, W. Gao, B. Yang, and S. Zhang, Phys. Αναθ. Lett. 119, 183901 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.183901
[17] EJ Meier, FA An, A. Dauphin, M. Maffei, P. Massignan, TL Hughes, B. Gadway, Science 362, 929 (2018).
https://doi.org/10.1126/science.aat3406
[18] S. Stutzer, Y. Plotnik, Y. Lumer, P. Titum, N. Linder, M. Segev, MC Rechtsman, and A. Szameit, Nature 560, 461 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0418-2
[19] X. Xiao, arXiv:1802.02687 (2018).
https://doi.org/10.48550/arXiv.1802.02687
arXiv: 1802.02687
[20] O. Shtanko, and R. Movassagh, Phys. Αναθ. Lett. 121, 126803 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.126803
[21] T. Okugawa, P. Tang, A. Rubio, and DM Kennes, Phys. Αναθ. Β 102, 201405(R) (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.102.201405
[22] P. Roushan, C. Neill, Yu Chen, M. Kolodrubetz, C. Quintana, N. Leung, M. Fang, R. Barends, B. Campbell, Z. Chen, B. Chiaro, A. Dunsworth, E. Jeffrey , J. Kelly, A. Megrant, J. Mutus, PJJ O'Malley, D. Sank, A. Vainsencher, J. Wenner, T. White, A. Polkovnikov, AN Cleland and JM Martinis Nature 515, 241 (2014) .
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature13891
[23] K. Choo, CW von Keyserlingk, N. Regnault, and T. Neupert, Phys. Αναθ. Lett. 121, 086808 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.086808
[24] Α. Smith, B. Jobst, AG Green και F. Pollmann, Phys. Rev. Research 4, L022020 (2022).
https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.4.L022020
[25] D. Azses, R. Haenel, Y. Naveh, R. Raussendorf, Ε. Sela, and EG DallaTorre, Phys. Αναθ. Lett. 125, 120502 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.120502
[26] F. Mei, Q. Guo, Y.-F. Yu, L. Xiao, S.-L. Zhu, and S. Jia, Phys. Αναθ. Lett. 125, 160503 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.160503
[27] X. Xiao, JK Freericks και AF Kemper, Quantum 5, 553 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-09-28-553
[28] E. Flurin, VV Ramasesh, S. Hacohen-Gourgy, LS Martin, NY Yao, and I. Siddiqi, Phys. Απ. Χ 7, 031023 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.7.031023
[29] X. Zhan, L. Xiao, Z. Bian, K. Wang, X. Qiu, BC Sanders, W. Yi, and P. Xue, Phys. Αναθ. Lett. 119, 130501 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.130501
[30] Χ.-Υ. Xu, Q.-Q. Wang, W.-W. Pan, Κ. Sun, J.-S. Xu, G. Chen, J.-S. Tang, M. Gong, Y.-J. Han, C.-F. Li, and G.-C. Guo, Phys. Αναθ. Lett. 120, 260501 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.260501
[31] Α. Elben, J. Yu, G. Zhu, Μ. Hafezi, F. Pollmann, Ρ. Zoller, and B. Vermersch, Sci. Adv. 6, eaaz3666 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1126 / sciadv.aaz3666
[32] J. Preskill, Quantum 2, 79 (2018).
https://doi.org/10.22331/q-2018-08-06-79
[33] A. Kandala, K. Temme, AD Corcoles, A. Mezzacapo, JM Chow και JM Gambetta, Nature 567, 491 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1040-7
[34] KE Hamilton και RC Pooser, Quantum Machine Intelligence 2, 10 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s42484-020-00021-x
[35] A. Cervera-Lierta, Quantum 2, 114 (2018).
https://doi.org/10.22331/q-2018-12-21-114
[36] K. Yeter-Aydeniz, RC Pooser, and G. Siopsis, npj Quantum Inf. 6, 63 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41534-020-00290-1
[37] GE Volovik, JETP Lett. 70, 609 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1134 / 1.568223
[38] N. Read, και D. Green, Phys. Αναθ. Β 61, 10267 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.61.10267
[39] Τ. Fukui, Υ. Hutsugai, and Η. Suzuki, J. Phys. Soc. Jpn. 74, 1674 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1143 / JPSJ.74.1674
[40] PJJ O'malley, et al. Phys. Απ. Χ 6, 031007 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.6.031007
[41] A. Kandala, A. Mezzacapo, K. Temme, M. Takita, M. Brink, JM Chow και JM Gambetta, Nature 549, 242 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature23879
[42] C. Kokail, C. Maier, R. van Bijnen, T. Brydges, MK Joshi, P. Jurcevic, CA Muschik, P. Silvi, R. Blatt, CF Roos και P. Zoller, Nature 569, 355 (2019) .
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1177-4
[43] X. Yaun, S. Endo, Q. Zhao, Y. Li and SC Benjamin, Quantum 3, 191 (2019).
https://doi.org/10.22331/q-2019-10-07-191
[44] HR Grimsley, SE Economou, E. Barnes και NJ Mayhall Nat. Commun. 10, 3007 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41467-019-10988-2
[45] Y. Hatsugai και Μ. Kohmoto, J. Phys. Soc. Jpn 61, 2056 (1992).
https: / / doi.org/ 10.1143 / JPSJ.61.2056
[46] K. Kudo, Η. Watanabe, T. Kariyado, and Y. Hatsugai, Phys. Αναθ. Lett. 122, 146601 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.146601
[47] PW Philips, L. Yeo και EW Huang Nat. Phys. 16, 1175 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41567-020-0988-4
[48] X.-L. Qi, YS Wu και SC Zhang, Phys. Αναθ. Β 74, 085308 (2006).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.74.085308
[49] H.-Q. Wu, Y.-Y. He, C. Fang, ZY Meng και Z.-Y. Lu, Phys. Αναθ. Lett. 117, 066403 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.117.066403
[50] C.-E. Bardyn, L. Wawer, Α. Altland, Μ. Fleischhauer, and S. Diehl, Phys. Απ. Χ 8, 011035 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.011035
[51] D. Aharonov, V. Jones, and Z. Landau, Algorithmica 55, 395 (2009).
https://doi.org/10.1007/s00453-008-9168-0
[52] B. Murta, G. Catarina, J. Fernandez-Rossier Phys. Αναθ. Α 101, 020302 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.020302
[53] G. Aleksandrowicz, et al. Qiskit: Ένα πλαίσιο ανοιχτού κώδικα για κβαντικούς υπολογιστές. (2019).
https://doi.org/ 10.5281/ZENODO.2562111
[54] E. Knill, Nature 434, 39 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature03350
[55] A. Cross, DP Divincenzo και BM Terhal, Quantum Info. Υπολογιστής. 9, 541 (2009).
https://doi.org/10.48550/arXiv.0711.1556
[56] J. Lee, WJ Huggins, Μ. Head-Gordon and KB Whaley, J. Chem. Υπολογιστική Θεωρία. 15, 311 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1021 / acs.jctc.8b01004
[57] J. Chen, Η.-Ρ. Cheng and JK Freericks, J. Chem. Υπολογιστική Θεωρία. 17, 841 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1021 / acs.jctc.0c01052
[58] Y. Yao, F. Zhang, C.-Z. Wang, Κ.-Μ. Ho, και PP Orth Phys. Rev. Research 3, 013184 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.013184
[59] K. Mitarai and K. Fujii, Phys. Rev. Reseach 1, 013006 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.1.013006
[60] Ζ.-Π. Cian, Η. Dehghani, Α. Elben, Β. Vermersch, G. Zhu, Μ. Barkeshli, Ρ. Zoller, and Μ. Hafezi, Phys. Αναθ. Lett. 126, 050501 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.050501
[61] IG Ryabinkin, T.-C. Yen, SN Genin, and AF Izmaylov, J. Chem. Υπολογιστική Θεωρία. 14, 6317 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1021 / acs.jctc.8b00932
[62] M. Motta, C. Sun, AT Tan, MJ O'Rourke, E. Ye, AJ Minnich, FG Brandao, GK-L. Chan, Nat. Phys. 16, 205 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41567-019-0704-4
[63] DA Fedorov, B. Peng, N. Govind, and Y. Alexeev, arXiv: 2103.08505 (2021).
https://doi.org/10.48550/arXiv.2103.08505
Αναφέρεται από
[1] Efekan Kökcü, Daan Camps, Lindsay Bassman, JK Freericks, Wibe A. de Jong, Roel Van Beeumen και Alexander F. Kemper, «Algebraic compression of quantum circuits for Hamiltonian evolution», Physical Review Α 105 3, 032420 (2022).
[2] Huai-Chun Chang και Hsiu-Chuan Hsu, «Ψηφιακή κβαντική προσομοίωση δυναμικών τοπολογικών αναλλοίωτων σε βραχυπρόθεσμους κβαντικούς υπολογιστές», Επεξεργασία κβαντικών πληροφοριών 21 1, 41 (2022).
[3] Emiel Koridon, Joana Fraxanet, Alexandre Dauphin, Lucas Visscher, Thomas E. O'Brien και Stefano Polla, «Ένας υβριδικός κβαντικός αλγόριθμος για την ανίχνευση κωνικών τομών». arXiv: 2304.06070, (2023).
Οι παραπάνω αναφορές είναι από SAO / NASA ADS (τελευταία ενημέρωση επιτυχώς 2023-04-28 12:01:43). Η λίστα μπορεί να είναι ελλιπής, καθώς δεν παρέχουν όλοι οι εκδότες τα κατάλληλα και πλήρη στοιχεία αναφοράς.
On Η υπηρεσία παραπομπής του Crossref δεν βρέθηκαν δεδομένα σχετικά με την αναφορά έργων (τελευταία προσπάθεια 2023-04-28 12:01:42).
Αυτό το Βιβλίο δημοσιεύεται στο Quantum στο πλαίσιο του Creative Commons Attribution 4.0 Διεθνής (CC BY 4.0) άδεια. Τα πνευματικά δικαιώματα παραμένουν στους κατόχους των πρωτότυπων δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας όπως οι δημιουργοί ή τα ιδρύματά τους
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- Minting the Future με την Adryenn Ashley. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-04-27-987/
