破坏对称性的过渡是量子光学,冷凝物质和高能量物理学中封闭量子系统的一种充分理解的现象。然而,开放系统中的对称性破裂还不太了解,部分原因是这种系统所拥有的较丰富的稳态和对称结构。对于原型开放系统(林金式),可以以“弱”或“强”的方式强加单一对称性。我们表征了两种情况下可能的z n对称性转变。在Z 2的情况下,弱对称性相位的相位最多可以保证经典的位稳态结构,而强对称性相对的相位则可以得到部分保护的稳态量子。通过强度破坏的镜头查看光子猫量子,我们展示了如何在任何差距具有差距的强度误差后动态恢复逻辑信息;这种恢复在光子的数量中迅速呈指数指数级别。我们的研究建立了驱动驱动性相变和误差校正之间的联系。
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众所周知,没有任何速率为 푅 的量子纠错码能够纠正超过 ( 1 − 푅 )/ 4 部分符号的对抗性错误。但是,如果我们只要求我们的代码能够大致恢复消息呢?在这项工作中,我们针对接近量子单例界限 ( 1 − 푅 )/ 2 的对抗性错误率构建了可有效解码的近似量子码,对于任何恒定速率 푅 。具体来说,对于每个 푅 ∈( 0 , 1 ) 和 훾 > 0,我们构造速率为 푅 、消息长度为 푘 和字母表大小为 2 푂 ( 1 / 훾 5 ) 的代码,这些代码可以有效地解码 ( 1 − 푅 − 훾 )/ 2 分数的对抗性错误,并恢复高达反指数误差 2 − Ω ( 푘 ) 的消息。在技术层面,我们使用经典的鲁棒秘密共享和量子纯度测试将近似量子误差校正减少到合适的量子列表解码概念。然后,我们通过 (i) 引入折叠量子 Reed-Solomon 码和 (ii) 应用新的量子版本距离放大来实例化我们的量子列表解码概念。
玻色子代码允许在单个组件设备中对逻辑量子位进行编码,利用谐振子的无限大希尔伯特空间。特别是,最近已证明 Gottesman-Kitaev-Preskill 代码的可校正性远远超过同一系统中最佳被动编码的盈亏平衡点。目前针对该系统的量子误差校正 (QEC) 方法基于使用反馈的协议,但响应仅基于最新的测量结果。在我们的工作中,我们使用最近提出的反馈-GRAPE(带反馈的梯度上升脉冲工程)方法来训练循环神经网络,该网络提供基于记忆的 QEC 方案,以非马尔可夫方式响应之前测量结果的完整历史,优化所有后续的单一操作。这种方法明显优于当前策略,并为更强大的基于测量的 QEC 协议铺平了道路。
量子技术利用量子力学定律(对世界最精确的物理描述)来实现全新的信息处理能力。主要的量子技术是量子计算机、量子通信和网络以及量子传感器。虽然这些技术都是从相同的概念发展而来的,但它们的目标和任务却大不相同。在本次研讨会上,我们将主要关注量子计算,其目标是在原子、离子、超导电路和光子等量子力学载体中存储和处理信息。当与环境隔离时,这些载体表现理想,可以无限期地保持信息完整。然而,实际上,它们不断与环境相互作用,导致存储的信息退相干。同样,对这些载体进行外部操纵以计算信息也远非理想,存在精度不足、背景噪声等问题。因此,必须保护存储的信息免受退相干的影响,并确保其处理对设备故障具有耐受性。在量子系统中,这种容错信息处理的最系统方法是使用量子纠错码。在本文中,我们简要概述了量子纠错和容错的基本原理。我们假设读者熟悉经典纠错或信道编码,但可能不熟悉量子信息。目标是为 QuIK'24 研讨会的与会者提供足够的背景知识,以便他们跟上受邀演讲、海报和讨论。虽然这不是对该领域的全面回顾,但我们将为读者提供充足的参考资料,以扩展此处讨论的基础知识。有关量子计算和量子纠错的历史回顾,我们建议读者参考 [1]–[4]。
如果可以获得有关噪声的详细信息,则可以显著提高量子纠错的性能,从而优化代码和解码器。有人提出,在量子纠错过程中,无论如何都要根据已完成的综合征测量来估计错误率。虽然这些测量保留了编码的量子态,但目前尚不清楚可以通过这种方式提取多少有关噪声的信息。到目前为止,除了消失错误率的极限外,只为某些特定代码建立了严格的结果。在这项工作中,我们严格解决了任意稳定器代码的问题。主要结果是,稳定器代码可用于估计由纯距离给出的量子比特数之间的相关性泡利信道。该结果不依赖于消失错误率的极限,即使高权重错误频繁发生也适用。此外,它还允许在量子数据综合征代码框架内测量误差。我们的证明结合了布尔傅立叶分析、组合学和初等代数几何。我们希望这项工作能够开辟有趣的应用,例如解码器对时变噪声的在线适应。
量子信息可以通过离散系统(例如旋转或连续系统)作为高斯州携带。离散情况下的量子代码通过一般的“稳定器”框架很好地研究了。从离散的耐偏移代码开始,Gottesman,Kitaev和Preskill为连续变量描述的系统构建了量子代码[2]。代码单词是无限挤压状态的叠加,这是正交平面中δ函数的2D网格。实际上,人们与有限的挤压合作。代码,| GKP⟩状态是通过宽度宽度函数宽度Δ -1的高斯函数的高斯函数的叠加来描述的。这是正交平面中的平方代码。还有其他类型的网格状态,例如六角形代码。量子误差校正(QEC)对于网格状态至关重要。最近,耶鲁大学的研究人员提出了QEC方案,并为网格状态进行了实验[1]。在这篇评论中,我将讨论| GKP⟩状态,其分布,网格状态的QEC协议以及人们最近的实验。
4D渐近平坦的空间中的量子重力特征是由于软辐射头发而引起的自发对称性,这与IR差异的增殖密切相关。通过推定的2D CFT的全图描述预计没有此类冗余。在这两篇论文中,我们通过启动天体CFT(CCFT)中量子误差校正的研究来解决这个问题。在第一部分中,我们通过在Kleinian Hyperkhler SpaceTimes中重新审视非交通性几何形状来构建具有有限自由度的玩具模型。该模型遵守朝径向方向重新归一致的灯芯代数,并承认等距嵌入`la gottesman-kitaev-preskill。代码子空间由在柔软的时空波动下可靠的2量稳定态组成。hyperkhler空间的对称性是离散的,并转化为量子计算中熟悉的克利福德组。然后将结构嵌入扭曲空间的发病率关系中,为即将到来的工作中解决的CCFT制度铺平了道路。
摘要 量子信息平台在多体纠缠控制和量子纠错实现方面取得了巨大进展,但在同一装置中实现这两项任务仍然是一个挑战。本文,我们提出将两种超冷原子混合作为具有长距离纠缠门的通用量子计算平台,同时为量子纠错提供天然候选方案。在提出的装置中,一种原子实现长度可调的局部集体自旋,这构成了信息的基本单位。第二种原子产生声子激发,用于纠缠集体自旋。最后,我们讨论了有限维版本的 Gottesman–Kitaev–Preskill 代码,以保护集体自旋中编码的量子信息,为在超冷原子系统中实现通用容错量子计算开辟了可能性。
量子误差校正(QEC)是必须实现可扩展的量子计算体系结构1超出当前中间尺度噪声设备的功能的强制性。2 - 6的确,由于量子计算机与环境噪声的不可避免的相互作用,叠加状态本质上是脆弱的且容易出错的。QEC算法基于将单个逻辑量子置于多个物理对象中的编码,从而使该平台的实现和控制非常苛刻。在这方面,分子纳米磁铁(MNM)是一种特别有吸引力的材料类。7 - 10每个分子可以容纳几个可区分的量子,并具有化学定制的磁相互作用11-16,并且可以显示出非常长的相干时间。17 - 27此外,它们可以通过射频26,28,29和电子顺磁共振(EPR)脉冲来表征和操纵,这些脉冲(EPR)脉冲解决了不同的过渡,即使在表面上的单个原子上也已经探究了30个。31这里,我们建议利用这些特殊性以嵌入受保护的逻辑单元