顺序电路与测量反馈电路之间的时空对偶性

目前制备长程纠缠量子态的两种主流方法是:(i)线性深度的顺序酉(SU)电路——通过顺序施加局域酉门;(ii)恒定深度的测量反馈(MF)电路——利用中间线路测量并根据结果进行条件反馈。该研究团队揭示了在时空旋转下,SU电路与MF电路这两个大类具有对偶性,并通过制备GHZ态、拓扑有序态和分形对称破缺态等长程纠缠态验证了该时空对偶性。例如,对实施非可逆Kramers-Wannier对偶变换的SU电路(原用于制备一维GHZ态)进行时空旋转后,可转化为实现ℤ₂对称性规范映射的MF电路,同样能制备GHZ态。基于这一对偶性,研究人员进一步提出仅需恒定数量量子比特即可测量一维多体态非常规性质的实验方案,包括:(i)诊断自发对称性破缺失效的无序算子测量;(ii)对测量诱导长程序(出现于特定对称性保护拓扑相)的无后选择检测。该工作还证明测量诱导长程序为奇异关联器提供了下界,这一发现可能具有独立研究价值。

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