論文の概要: Preparing Renormalization Group Fixed Points on NISQ Hardware

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.09787v1
• Date: Mon, 20 Sep 2021 18:35:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-14 05:19:42.565317
• Title: Preparing Renormalization Group Fixed Points on NISQ Hardware
• Title（参考訳）: NISQハードウェアにおける正規化グループ固定点の準備
• Authors: Troy J. Sewell and Stephen P. Jordan
• Abstract要約: Evenbly と White の作業に適応した回路を用いて, 臨界イジングモデルの基底状態の堅牢性について数値的, 実験的に検討した。 実験的な実装は、局所可観測物の収束と安定性に見られる再正規化を通じて自己補正を示す。 また、再正規化回路に特化して適応したゼロノイズ外挿方式による誤差低減を数値的に検証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Noisy intermediate-scale quantum (NISQ) hardware is typically limited to low-depth quantum circuits to limit the number of opportunities for introduction of error by unreliable quantum gates. A less-explored alternative approach is to repeatedly apply a quantum channel with a desired quantum state as a stable fixed point. Increased circuit depth can in this case be beneficial rather than harmful due to dissipative self-correction. The quantum channels constructed from MERA circuits can be interpreted in terms of the renormalization group(RG), and their fixed points are RG fixed points, i.e. scale-invariant systems such as conformal field theories. Here, building upon the theoretical proposal of Kim and Swingle, we numerically and experimentally study the robust preparation of the ground state of the critical Ising model using circuits adapted from the work of Evenbly and White. The experimental implementation exhibits self-correction through renormalization seen in the convergence and stability of local observables, and makes essential use of the ability to measure and reset individual qubits afforded by the "quantum CCD" architecture of the Honeywell ion-trap. We also numerically test error mitigation by zero-noise extrapolation schemes specially adapted for renormalization circuits, which are able to outperform typical extrapolation schemes using lower gate overhead.
• Abstract（参考訳）: ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)ハードウェアは、信頼できない量子ゲートによるエラー発生の回数を制限するために、通常低深さの量子回路に限られる。 探索の少ない別のアプローチは、希望する量子状態の量子チャネルを安定な固定点として繰り返し適用することである。 この場合の回路深度の増加は、散逸性自己補正による有害性よりも有益である。 MERA回路から構築された量子チャネルは、再正規化群(RG)の観点から解釈することができ、それらの固定点はRG固定点、すなわち共形場理論のようなスケール不変系である。 ここでは,キムとスウィングルの理論的提案に基づいて,イブリーとホワイトの業績に適応した回路を用いて,臨界イジングモデルの基底状態の堅牢な準備を数値的および実験的に検討する。 実験では、局所観測器の収束と安定性に見られる再正規化による自己補正を示し、ハネウェルイオントラップの「量子ccd」アーキテクチャによって得られる個々の量子ビットの測定とリセットを本質的に活用する。 また, 正規化回路に特化して適応するゼロノイズ外挿方式による誤差低減を数値的に検証し, ゲートオーバヘッドによる典型的な外挿方式よりも優れることを示した。

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