論文の概要: Lipkin model on a quantum computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.04097v4
• Date: Sat, 18 Sep 2021 17:47:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-24 23:20:53.007880
• Title: Lipkin model on a quantum computer
• Title（参考訳）: 量子コンピュータ上のリプキンモデル
• Authors: Michael J. Cervia, A. B. Balantekin, S. N. Coppersmith, Calvin W. Johnson, Peter J. Love, C. Poole, K. Robbins, M. Saffman
• Abstract要約: 本稿では,Lipkin-Meshkov-Glickモデルに対して,変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムを実装する回路を開発した。 本稿では,2粒子および3粒子に対するVQEの量子回路を提案し,さらに多くの粒子に対する回路構築について議論する。
• 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: Atomic nuclei are important laboratories for exploring and testing new insights into the universe, such as experiments to directly detect dark matter or explore properties of neutrinos. The targets of interest are often heavy, complex nuclei that challenge our ability to reliably model them (as well as quantify the uncertainty of those models) with classical computers. Hence there is great interest in applying quantum computation to nuclear structure for these applications. As an early step in this direction, especially with regards to the uncertainties in the relevant quantum calculations, we develop circuits to implement variational quantum eigensolver (VQE) algorithms for the Lipkin-Meshkov-Glick model, which is often used in the nuclear physics community as a testbed for many-body methods. We present quantum circuits for VQE for two and three particles and discuss the construction of circuits for more particles. Implementing the VQE for a two-particle system on the IBM Quantum Experience, we identify initialization and two-qubit gates as the largest sources of error. We find that error mitigation procedures reduce the errors in the results significantly, but additional quantum hardware improvements are needed for quantum calculations to be sufficiently accurate to be competitive with the best current classical methods.
• Abstract（参考訳）: 原子核は、ダークマターを直接検出したりニュートリノの性質を探索する実験など、宇宙への新たな洞察を探索し、テストするための重要な実験室である。 関心の対象はしばしば重く複雑な核であり、それらを確実にモデル化する能力(およびそれらのモデルの不確かさを定量化する)に挑戦する。 したがって、これらの応用には量子計算を核構造に適用することに大きな関心がある。 この方向への第一歩として、特に関連する量子計算の不確実性に関して、多体法のテストベッドとして核物理学コミュニティでよく用いられるリプキン・メシュコフ・グリックモデルのための変分量子固有解法(vqe)アルゴリズムを実装する回路を開発した。 2粒子および3粒子についてvqeの量子回路を提示し,さらに多くの粒子の回路構成について考察する。 IBM Quantum Experience上での2粒子系に対するVQEの実装により、初期化と2量子ゲートを最大のエラー源として同定する。 誤差軽減手法は結果の誤差を著しく低減するが,量子計算において量子ハードウェアのさらなる改良が求められ,現在の古典的手法と競合するほど正確である。

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