論文の概要: Quantum simulation with hybrid tensor networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.00958v2
• Date: Wed, 1 Sep 2021 03:28:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-11 20:57:33.442022
• Title: Quantum simulation with hybrid tensor networks
• Title（参考訳）: ハイブリッドテンソルネットワークを用いた量子シミュレーション
• Authors: Xiao Yuan, Jinzhao Sun, Junyu Liu, Qi Zhao, and You Zhou
• Abstract要約: 我々は、測定可能な量子状態と古典的に収縮可能なテンソルからなるビルディングブロックを持つハイブリッドテンソルネットワークの枠組みを紹介する。 我々は,最大8倍の8倍,9倍の8倍の8倍の8倍,9倍の8倍の8倍の8倍の8倍,9倍の9倍の8倍の8倍の8倍の8倍の8倍,9倍の8倍の8倍の8倍の8倍の8倍の8倍の2倍の2倍のスピン系の基底状態を求める手法を数値的に評価した。 我々のアプローチは、化学、量子多体物理学、量子場理論、量子重力思考実験に応用可能な中規模量子コンピュータによる大規模な実用的問題のシミュレーションに光を当てている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 20.177464200362337
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Tensor network theory and quantum simulation are respectively the key classical and quantum computing methods in understanding quantum many-body physics. Here, we introduce the framework of hybrid tensor networks with building blocks consisting of measurable quantum states and classically contractable tensors, inheriting both their distinct features in efficient representation of many-body wave functions. With the example of hybrid tree tensor networks, we demonstrate efficient quantum simulation using a quantum computer whose size is significantly smaller than the one of the target system. We numerically benchmark our method for finding the ground state of 1D and 2D spin systems of up to $8\times 8$ and $9\times 8$ qubits with operations only acting on $8+1$ and $9+1$ qubits,~respectively. Our approach sheds light on simulation of large practical problems with intermediate-scale quantum computers, with potential applications in chemistry, quantum many-body physics, quantum field theory, and quantum gravity thought experiments.
• Abstract（参考訳）: テンソルネットワーク理論と量子シミュレーションは、量子多体物理学を理解するための古典的および量子コンピューティングの手法である。 ここでは、測定可能な量子状態と古典的に収縮可能なテンソルからなるビルディングブロックを持つハイブリッドテンソルネットワークの枠組みを紹介し、多体波動関数の効率的な表現における両者の特徴を継承する。 ハイブリッドツリーテンソルネットワークの例を例に、ターゲットシステムのそれよりもかなり小さい大きさの量子コンピュータを用いて、効率的な量子シミュレーションを実演する。 我々は,最大8-times 8$および9-times 8$ qubitsの1Dおよび2Dスピンシステムの基底状態を見つけるために,演算が8-+1$と9-+1$ qubitsにのみ作用する手法を数値的にベンチマークした。 提案手法は, 化学, 量子多体物理, 量子場理論, 量子重力思考実験における潜在的応用を含む, 中間スケール量子コンピュータによる大規模実用問題のシミュレーションに光を当てる。

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