論文の概要: Preparing state within target topological sector of lattice gauge theory
model on quantum simulator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.07134v3
- Date: Fri, 18 Nov 2022 12:32:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-31 02:04:44.508989
- Title: Preparing state within target topological sector of lattice gauge theory
model on quantum simulator
- Title(参考訳): 量子シミュレータにおける格子ゲージ理論モデルの対象トポロジカルセクター内の準備状態
- Authors: Zheng Yan, Zheng Zhou, Yan-Cheng Wang, Xingze Qiu, Zi Yang Meng,
Xue-Feng Zhang
- Abstract要約: ライドバーグ原子配列は、量子シミュレーションと量子コンピューティングのための最も急速に発達しているアリーナの1つである。
本稿では,SQA (Surgeing Quantum Annealing) のプロトコルを提案する。
このSQAプロトコルは、Rydberg原子や超伝導回路のような量子シミュレーションプラットフォーム上で容易に実現できる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 7.370523521685161
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Simulating lattice gauge theory (LGT) Hamiltonian and its nontrivial states
by programmable quantum devices has attracted numerous attention in recent
years. Rydberg atom arrays constitute one of the most rapidly developing arenas
for quantum simulation and quantum computing. The Z2 LGT and topological order
has been realized in experiments while the U(1) LGT is being worked hard on the
way. States of LGT have local constraint and are fragmented into several
winding sectors with topological protection. It is therefore difficult to
prepare a state in certain sector for experiments, and it is also an important
task for quantum topological memory. Here, we propose a protocol of sweeping
quantum annealing (SQA) for searching the state within target topological
sector. With the Monte Carlo method, we show that this SQA has linear time
complexity of size with applications to the antiferromagnetic transverse field
Ising model, which has emergent U(1) gauge fields. This SQA protocol can be
realized easily on quantum simulation platforms such as Rydberg atoms and
superconducting circuits. We expect this approach would provide a generic
recipe for resolving the topological hindrances in quantum optimization and the
preparation of quantum topological state.
- Abstract(参考訳): 近年,プログラム可能な量子デバイスによる格子ゲージ理論(LGT)ハミルトンとその非自明な状態のシミュレーションが注目されている。
ライドバーグ原子配列は、量子シミュレーションと量子コンピューティングにおいて最も急速に発展している分野の一つである。
Z2 LGTとトポロジカルオーダーは実験で実現され、U(1) LGTは途中で懸命に研究されている。
LGTの州は局所的な制約があり、トポロジカル・プロテクションを持ついくつかの曲がりくねったセクターに分断されている。
したがって、実験のために特定の分野の状態を準備することは困難であり、量子トポロジカルメモリにとって重要なタスクでもある。
本稿では,量子アニーリング(sqa)をスイーピングするプロトコルを提案する。
モンテカルロ法を用いて, u(1)ゲージ場を持つ反強磁性横磁界イジングモデルに適用することにより, このsqaのサイズが線形時間複雑性を持つことを示す。
このSQAプロトコルは、Rydberg原子や超伝導回路のような量子シミュレーションプラットフォーム上で容易に実現できる。
このアプローチは、量子最適化におけるトポロジ的障害を解消し、量子トポロジ的状態を作成するための一般的なレシピを提供する。
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