Pretermalización por conducción multipolar aleatoria en un procesador de 78 qubits

Área de la Ciencia:

• Simulación cuántica de la simulación cuántica.
• No-equilibrio física de muchos cuerpos física de muchos cuerpos.
• La ciencia de la información cuántica es una ciencia cuántica.

Sus antecedentes:

• Las unidades dependientes del tiempo permiten la exploración de fenómenos exóticos de no equilibrio.
• El calentamiento inducido por la unidad típicamente desestabiliza los sistemas cuánticos.
• Las unidades periódicas (Floquet) pueden suprimir el calentamiento en el régimen de alta frecuencia.

Objetivo del estudio:

• Investigar la supresión del calentamiento en sistemas cuánticos no impulsados periódicamente.
• Observar experimentalmente y caracterizar las fases pretérmicas.
• Explore la atonabilidad y las leyes de escala de las vidas pretérmicas.

Principales métodos:

• Utilizó un procesador cuántico superconductor de 78 qubits (Chuang-tzu 2.0).
• Empleó protocolos aleatorios estructurados con tasas de calentamiento sintonizables.
• Se midió el desequilibrio de partículas y la entropía de entrelazamiento del subsistema durante 1.000 ciclos de conducción.
• Realizó tomografía de estado cuántico en diferentes subsistemas.

Principales resultados:

• Se observaron fases pretérmicas de larga duración y una meseta pretérmica.
• Demostrada vida útil pretérmica "doblemente sintonizable" (por orden de frecuencia y multipolar).
• Encontró un crecimiento algebraico de la vida pretérmica con frecuencia, siguiendo el exponente de escalado universal 2n+1.1.
• Se observó un entrelazamiento espacial no uniforme y un cruce de escala de la ley de área a la ley de volumen.
• Estudió dinámicas más allá de las capacidades de simulación clásica.

Conclusiones:

• Los procesadores cuánticos superconductores son poderosas plataformas para el estudio de la física de no equilibrio.
• Los fenómenos observados y las leyes de escala son relevantes para la comprensión de los sistemas cuánticos impulsados.
• Este trabajo abre caminos para explorar leyes de escala universal en regímenes cuánticos complejos.