論文の概要: Variational Simulation of Schwinger's Hamiltonian with Polarisation Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.09551v3
• Date: Mon, 12 Apr 2021 13:10:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-01 11:28:04.185732
• Title: Variational Simulation of Schwinger's Hamiltonian with Polarisation Qubits
• Title（参考訳）: 偏波量子ビットをもつシュウィンガーハミルトンの変分シミュレーション
• Authors: O. V. Borzenkova (1), G. I. Struchalin (2), A. S. Kardashin (1), V. V. Krasnikov (2), N. N. Skryabin (2), S. S. Straupe (2), S. P. Kulik (2), J. D. Biamonte (1) ((1) Skolkovo Institute of Science and Technology, (2) Quantum Technology Centre and Faculty of Physics M. V. Lomonosov Moscow State University)
• Abstract要約: シュウィンガーモデルにおける量子相転移に対する雑音の影響について検討する。 実験は、一対の偏光量子ビットを実現する自由空間光学スキームを用いて構築される。 ノイズの存在にもかかわらず、2量子系であってもシュヴィンガー・ハミルトンの位相遷移を検出することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The numerical emulation of quantum physics and quantum chemistry often involves an intractable number of degrees of freedom and admits no known approximation in general form. In practice, representing quantum-mechanical states using available numerical methods becomes exponentially more challenging with increasing system size. Recently quantum algorithms implemented as variational models, have been proposed to accelerate such simulations. Here we study the effect of noise on the quantum phase transition in the Schwinger model, within a variational framework. The experiments are built using a free space optical scheme to realize a pair of polarization qubits and enable any two-qubit state to be experimentally prepared up to machine tolerance. We specifically exploit the possibility to engineer noise and decoherence for polarization qubits to explore the limits of variational algorithms for NISQ architectures in identifying and quantifying quantum phase transitions with noisy qubits. We find that despite the presence of noise one can detect the phase transition of the Schwinger Hamiltonian even for a two-qubit system using variational quantum algorithms.
• Abstract（参考訳）: 量子物理学と量子化学の数値的なエミュレーションは、しばしば難解な数の自由を伴い、一般に知られている近似は認めない。 実際、利用可能な数値法を用いて量子力学的状態を表現することは、システムのサイズを増やすことで指数関数的に困難になる。 近年,このようなシミュレーションを高速化するために,変分モデルとして実装された量子アルゴリズムが提案されている。 本稿では,シュウィンガーモデルの量子相転移に対する雑音の影響について,変分的枠組みを用いて検討する。 実験は、自由空間光学的スキームを用いて、一対の偏光量子ビットを実現し、任意の2量子状態が機械の耐久性に実験的に準備できるようにする。 特に,分極量子ビットのノイズとデコヒーレンスを設計できる可能性を利用して,ノイズ量子ビットを用いた量子相転移の同定と定量化において,nisqアーキテクチャの変分アルゴリズムの限界を探索する。 雑音が存在するにもかかわらず、変分量子アルゴリズムを用いて2量子ビット系においてもシュウィンガーハミルトニアンの相転移を検出できることがわかった。

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