Observing Quantum Measurement Collapse as a Learnability Phase Transition
Notice bibliographique
Résumé
During a quantum measurement, superpositions of states with different observable properties probabilistically collapse into one with a sharp value of the measured observable. In macroscopic quantum systems, this collapse arises via a continuous measurement-induced phase transition (MIPT) at a critical value of the strength of interaction with the measurement apparatus. MIPTs lie outside established paradigms for equilibrium or nonequilibrium critical phenomena and delineate distinct, stable dynamical and computational phases of matter. Quantum computers enable programmable simulation of the interaction of a measurement apparatus with a dynamical quantum system, to explore MIPT phenomena over a range of system sizes while retaining quantum coherence. Yet, existing experimental protocols rely on fundamentally nonscalable postselection techniques or direct classical simulation of quantum circuits. Here, we report the scalable observation of finite-size scaling evidence for an observable-sharpening MIPT in monitored quantum circuits in a chain of <a:math xmlns:a="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <a:mrow> <a:mmultiscripts> <a:mrow> <a:msup> <a:mrow> <a:mi>Yb</a:mi> </a:mrow> <a:mrow> <a:mo>+</a:mo> </a:mrow> </a:msup> </a:mrow> <a:mprescripts/> <a:none/> <a:mrow> <a:mn>171</a:mn> </a:mrow> </a:mmultiscripts> </a:mrow> </a:math> ions in Quantinuum’s H1-1 trapped-ion quantum processor. By leveraging an equivalent description as a statistical physics problem, we implement scalable classical algorithms to infer the value of the measured observable from a single experimental shot. This technique enables a truly scalable protocol to observe observable-sharpening MIPTs in generic classes of circuits that cannot be directly classically simulated and also provides enhanced means to detect and suppress errors in the quantum simulation. Published by the American Physical Society 2024
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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 | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| 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) | 0,000 | 0,001 |
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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».