Preparation of an exciton condensate of photons on a 53-qubit quantum computer
Preparation of an exciton condensate of photons on a 53-qubit quantum computer
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在 53 量子位量子计算机上制备光子激子凝聚体
DOI：
10.1103/physrevresearch.2.043205
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发表时间：
2020
影响因子：
4.2
通讯作者：
Mazziotti, David A.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sager, LeeAnn M.;Smart, Scott E.;Mazziotti, David A.
量子计算承诺通过制备和操纵纠缠量子态来指数加速某些类别的经典计算。然而，到目前为止，量子计算机上的大多数分子模拟都仅限于少量粒子。在这里，我们在53量子比特的IBM量子计算机上制备了一个高度纠缠的态，代表53个粒子，这揭示了光子粒子和空穴的激子凝聚体的形成。虽然基态激子凝聚体的实验实现在超过50年的时间里仍然难以捉摸，但最近在石墨烯双层和金属硫属化物中实现了电子-空穴对的这种凝聚体。我们创造的基态光子凝聚体有可能进一步探索激子凝聚体，这种新的制备可能在实现有效的室温能量传输中发挥作用。
Quantum computation promises an exponential speedup of certain classes of classical calculations through the preparation and manipulation of entangled quantum states. So far, most molecular simulations on quantum computers, however, have been limited to small numbers of particles. Here we prepare a highly entangled state on a 53-qubit IBM quantum computer, representing 53 particles, which reveals the formation of an exciton condensate of photon particles and holes. While the experimental realization of ground state exciton condensates remained elusive for more than 50 years, such condensates were recently achieved for electron-hole pairs in graphene bilayers and metal chalcogenides. Our creation of ground state photon condensates has the potential to further the exploration of exciton condensates, and this novel preparation may play a role in realizing efficient room-temperature energy transport.
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