論文の概要: Determining quantum phase diagrams of topological Kitaev-inspired models on NISQ quantum hardware

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.05524v3
• Date: Fri, 24 Sep 2021 17:40:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-16 04:49:02.785405
• Title: Determining quantum phase diagrams of topological Kitaev-inspired models on NISQ quantum hardware
• Title（参考訳）: NISQ量子ハードウェア上のトポロジカル北エフモデルにおける量子位相図の決定
• Authors: Xiao Xiao, J. K. Freericks and A. F. Kemper
• Abstract要約: 我々は、NISQハードウェア上で堅牢な計算を行うために、量子モデルに固有のトポロジ的保護をいかに活用できるかを示す。 今日利用可能な量子ハードウェア上のトポロジカル量子モデルのさらなるシミュレーションの扉を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8523441396284195
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Topological protection is employed in fault-tolerant error correction and in developing quantum algorithms with topological qubits. But, topological protection intrinsic to models being simulated, also robustly protects calculations, even on NISQ hardware. We leverage it by simulating Kitaev-inspired models on IBM quantum computers and accurately determining their phase diagrams. This requires constructing conventional quantum circuits for Majorana braiding to prepare the ground states of Kitaev-inspired models. The entanglement entropy is then measured to calculate the quantum phase boundaries. We show how maintaining particle-hole symmetry when sampling through the Brillouin zone is critical to obtaining high accuracy. This work illustrates how topological protection intrinsic to a quantum model can be employed to perform robust calculations on NISQ hardware, when one measures the appropriate protected quantum properties. It opens the door for further simulation of topological quantum models on quantum hardware available today.
• Abstract（参考訳）: トポロジカルプロテクションは、フォールトトレラントな誤差補正や、トポロジカル量子ビットを持つ量子アルゴリズムの開発に用いられている。 しかし、シミュレーションされるモデルに固有のトポロジ的保護は、NISQハードウェアでさえも、計算を堅牢に保護する。 我々は、IBM量子コンピュータ上で北エフにインスパイアされたモデルをシミュレートし、それらの位相図を正確に決定する。 このためには、マヨラナブレイディングのための従来の量子回路を構築し、キタエフに触発されたモデルの基底状態を作成する必要がある。 絡み合いエントロピーは、量子位相境界を計算するために測定される。 ブリルアンゾーンでのサンプリングにおける粒子ホール対称性の維持が高精度化に重要であることを示す。 この研究は、適切な保護された量子特性を測定する際に、NISQハードウェア上で堅牢な計算を行うために、量子モデルに固有のトポロジ的保護を用いる方法を示す。 今日利用可能な量子ハードウェア上のトポロジカル量子モデルのさらなるシミュレーションの扉を開く。

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