論文の概要: State preparation and measurement in a quantum simulation of the O(3) sigma model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.15746v3
• Date: Tue, 22 Dec 2020 00:10:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-12 05:33:37.051701
• Title: State preparation and measurement in a quantum simulation of the O(3) sigma model
• Title（参考訳）: O(3)シグマモデルの量子シミュレーションにおける状態準備と測定
• Authors: Alexander J. Buser, Tanmoy Bhattacharya, Lukasz Cincio, Rajan Gupta
• Abstract要約: 我々は,非線型O(3)シグマモデルの固定点が,格子サイトあたり2キュービットしか持たないスピンモデルの量子相転移付近で再現可能であることを示す。 本稿では,弱い結合状態と量子臨界状態の両方において,断熱的基底状態の準備が複雑になる結果を得るためにトロッター法を適用した。 非単位ランダム化シミュレーション法に基づく量子アルゴリズムの提案と解析を行う。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 65.01359242860215
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Recently, Singh and Chandrasekharan showed that fixed points of the non-linear O(3) sigma model can be reproduced near a quantum phase transition of a spin model with just two qubits per lattice site. In a paper by the NuQS collaboration, the proposal is made to simulate such field theories on a quantum computer using the universal properties of a similar model. In this paper, following that direction, we demonstrate how to prepare the ground state of the model from and measure a dynamical quantity of interest, the O(3) Noether charge, on a quantum computer. In particular, we apply Trotter methods to obtain results for the complexity of adiabatic ground state preparation in both the weak-coupling and quantum-critical regimes and use shadow tomography to measure the dynamics of local observables. We then present and analyze a quantum algorithm based on non-unitary randomized simulation methods that may yield an approach suitable for intermediate-term noisy quantum devices.
• Abstract（参考訳）: Singh と Chandrasekharan は近年、非線型 O(3) シグマモデルの固定点が、格子サイトあたり2キュービットしか持たないスピンモデルの量子相転移の近くで再現可能であることを示した。 NuQSコラボレーションによる論文では、同様のモデルの普遍的性質を用いて、量子コンピュータ上でそのような場の理論をシミュレートする提案がなされている。 本稿では,その方向に従って,量子コンピュータ上での動的興味量,O(3)ネーター電荷からモデルの基底状態を作成し,測定する方法を示す。 特に,弱結合系と量子臨界系の両方における断熱基底状態の複雑化の結果を得るためにトロッター法を適用し,シャドウトモグラフィーを用いて局所観測器のダイナミクスを測定した。 次に、中間雑音量子デバイスに適したアプローチを導出する非単位ランダム化シミュレーション法に基づいて量子アルゴリズムを提示、解析する。

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