Experimental quantum simulation of a topologically protected Hadamard gate via braiding Fibonacci anyons
Pourquoi ce travail est dans la base
Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.
Notice bibliographique
Résumé
Topological quantum computation (TQC) is one of the most striking architectures that can realize fault-tolerant quantum computers. In TQC, the logical space and the quantum gates are topologically protected, i.e., robust against local disturbances. The topological protection, however, requires complicated lattice models and hard-to-manipulate dynamics; even the simplest system that can realize universal TQC—the Fibonacci anyon system—lacks a physical realization, let alone braiding the non-Abelian anyons. Here, we propose a disk model that can simulate the Fibonacci anyon system and construct the topologically protected logical spaces with the Fibonacci anyons. Via braiding the Fibonacci anyons, we can implement universal quantum gates on the logical space. Our disk model merely requires two physical qubits to realize three Fibonacci anyons at the boundary. By 15 sequential braiding operations, we construct a topologically protected Hadamard gate, which is to date the least-resource requirement for TQC. To showcase, we implement a topological Hadamard gate with two nuclear spin qubits, which reaches 97.18 % fidelity by randomized benchmarking. We further prove by experiment that the logical space and Hadamard gate are topologically protected: local disturbances due to thermal fluctuations result in a global phase only. As a platform-independent proposal, our work is a proof of principle of TQC and paves the way toward fault-tolerant quantum computation.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle