Orden de estado propio cristalino en un procesador cuántico

Área de la Ciencia:

• La física cuántica
• Física de la materia condensada
• Ciencias de la información cuántica

Sus antecedentes:

• Los sistemas cuánticos de muchos cuerpos exhiben fases complejas en equilibrio.
• Los sistemas de no equilibrio pueden albergar nuevas fases dinámicas, como los cristales de tiempo discretos (DTC).
• Observar estas fases dinámicas experimentalmente es un desafío debido a los comportamientos transitorios.

Objetivo del estudio:

• Para observar experimentalmente un cristal de tiempo discreto localizado de muchos cuerpos (MBL-DTC).
• Demostrar la respuesta espacio-temporal característica de los MBL-DTC para los estados iniciales genéricos.
• Establecer un método escalable para el estudio de fases de no equilibrio en procesadores cuánticos.

Principales métodos:

• Implementación de puertas de fase controlada sintonizables (CPHASE) en qubits superconductores.
• Utilizando un protocolo de inversión de tiempo para evaluar los efectos de decoherencia.
• Empleando la tipicidad cuántica para superar los desafíos en el muestreo espectral.
• Realización de análisis experimental de tamaño finito para localizar las transiciones de fase.

Principales resultados:

• Observación experimental de un MBL-DTC en una matriz de qubits superconductores.
• Demostración de la respuesta espacio-temporal característica del MBL-DTC para los estados iniciales genéricos.
• Cuantificación exitosa del impacto de la descoherencia y la ubicación de la transición de fase.

Conclusiones:

• Este trabajo proporciona evidencia experimental para las MBL-DTC como una fase distinta de no equilibrio.
• Los métodos desarrollados ofrecen un enfoque escalable para el estudio de nuevos fenómenos de no equilibrio.
• Los hallazgos avanzan en la comprensión de las fases cuánticas más allá del equilibrio térmico.