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Accès ouvert déclaré 2024 article

Phase transitions in random circuit sampling

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2Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : us, au. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Undesired coupling to the surrounding environment destroys long-range correlations in quantum processors and hinders coherent evolution in the nominally available computational space. This noise is an outstanding challenge when leveraging the computation power of near-term quantum processors1. It has been shown that benchmarking random circuit sampling with cross-entropy benchmarking can provide an estimate of the effective size of the Hilbert space coherently available2–8. Nevertheless, quantum algorithms’ outputs can be trivialized by noise, making them susceptible to classical computation spoofing. Here, by implementing an algorithm for random circuit sampling, we demonstrate experimentally that two phase transitions are observable with cross-entropy benchmarking, which we explain theoretically with a statistical model. The first is a dynamical transition as a function of the number of cycles and is the continuation of the anti-concentration point in the noiseless case. The second is a quantum phase transition controlled by the error per cycle; to identify it analytically and experimentally, we create a weak-link model, which allows us to vary the strength of the noise versus coherent evolution. Furthermore, by presenting a random circuit sampling experiment in the weak-noise phase with 67 qubits at 32 cycles, we demonstrate that the computational cost of our experiment is beyond the capabilities of existing classical supercomputers. Our experimental and theoretical work establishes the existence of transitions to a stable, computationally complex phase that is reachable with current quantum processors. By implementing random circuit sampling, experimental and theoretical results establish the existence of transitions to a stable, computationally complex phase that is reachable with current quantum processors.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Phase transitions in random circuit sampling
Date Crossref
09/10/2024
Éditeur
Springer Science and Business Media LLC
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Quantum Computing Algorithms and ArchitectureQuantum many-body systemsQuantum and electron transport phenomena

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