論文の概要: Towards the real-time evolution of gauge-invariant $\mathbb{Z}_2$ and
$U(1)$ quantum link models on NISQ Hardware with error-mitigation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.15065v3
- Date: Thu, 17 Nov 2022 19:19:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-12 23:10:03.458120
- Title: Towards the real-time evolution of gauge-invariant $\mathbb{Z}_2$ and
$U(1)$ quantum link models on NISQ Hardware with error-mitigation
- Title（参考訳）: NISQハードウェアにおけるゲージ不変$\mathbb{Z}_2$および$U(1)$量子リンクモデルのリアルタイム進化に向けて
- Authors: Emilie Huffman, Miguel Garc\'ia Vera, Debasish Banerjee
- Abstract要約: 我々は、ノイズのある中間スケール量子(NISQ)ハードウェアを用いたプラケットモデルにおいて、$mathbbZ$および$U(1)$ゲージのリアルタイムダイナミクスをベンチマークする。
複雑性を増大させるモデルのための量子回路を設計し、初期状態への回帰確率や局所保存電荷などの物理観測値を測定する。
- 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: Practical quantum computing holds clear promise in addressing problems not
generally tractable with classical simulation techniques, and some key
physically interesting applications are those of real-time dynamics in strongly
coupled lattice gauge theories. In this article, we benchmark the real-time
dynamics of $\mathbb{Z}_2$ and $U(1)$ gauge invariant plaquette models using
noisy intermediate scale quantum (NISQ) hardware, specifically the
superconducting-qubit-based quantum IBM Q computers. We design quantum circuits
for models of increasing complexity and measure physical observables such as
the return probability to the initial state, and locally conserved charges.
NISQ hardware suffers from significant decoherence and corresponding difficulty
to interpret the results. We demonstrate the use of hardware-agnostic error
mitigation techniques, such as circuit folding methods implemented via the
Mitiq package, and show what they can achieve within the quantum volume
restrictions for the hardware. Our study provides insight into the choice of
Hamiltonians, construction of circuits, and the utility of error mitigation
methods to devise large-scale quantum computation strategies for lattice gauge
theories.
- Abstract（参考訳）: 実用的な量子コンピューティングは、一般的に古典的シミュレーション技術では扱えない問題に対処できるという明確な約束を持ち、物理的に興味深い応用として、強結合格子ゲージ理論における実時間ダイナミクスがある。
本稿では,ノイズ中規模量子(nisq)ハードウェア,特に超伝導量子ビットベースの量子ibm qコンピュータを用いて,$\mathbb{z}_2$および$u(1)$ゲージ不変プラーペットモデルのリアルタイムダイナミクスをベンチマークする。
複雑性が増大するモデルのために量子回路を設計し、初期状態への帰納確率や局所保存電荷などの物理観測量を測定する。
nisqハードウェアは大きな一貫性の欠如と、結果の解釈の難しさに苦しむ。
我々は,Mitiqパッケージを介して実装された回路折り畳み方式などのハードウェア非依存の誤差軽減手法の使用を実演し,ハードウェアの量子ボリューム制限の中で何が達成できるかを示す。
本研究では,ハミルトニアンの選択,回路の構成,格子ゲージ理論の大規模量子計算戦略を考案するための誤差緩和法の有用性について考察する。
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