論文の概要: Suppressing nonperturbative gauge errors in the thermodynamic limit
using local pseudogenerators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.08041v1
- Date: Wed, 13 Oct 2021 18:00:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-11 14:15:43.841232
- Title: Suppressing nonperturbative gauge errors in the thermodynamic limit
using local pseudogenerators
- Title（参考訳）: 局所擬似ジェネレータを用いた熱力学限界における非摂動ゲージ誤差の抑制
- Authors: Maarten Van Damme, Julius Mildenberger, Fabian Grusdt, Philipp Hauke,
Jad C. Halimeh
- Abstract要約: テキストローカル擬似ジェネレータの概念に基づくゲージ保護スキームが提案されている。
アナログ量子シミュレータにおける非摂動誤差に対するこのスキームの有効性を示す。
この結果から, 熱力学的極限においても, 調整ゲージ理論における創発ゲージ対称性の存在が示唆された。
- 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: With recent progress in quantum simulations of lattice-gauge theories, it is
becoming a pressing question how to reliably protect the gauge symmetry that
defines such models. In a recent work [J. C. Halimeh \textit{et al.},
arXiv:2108.02203], an experimentally feasible gauge-protection scheme has been
proposed that is based on the concept of a \textit{local pseudogenerator},
which is required to act identically to the full gauge-symmetry generator in
the target gauge sector, but not necessarily outside of it. The scheme has been
analytically and numerically shown to reliably stabilize lattice gauge theories
in the presence of perturbative errors on finite-size analog quantum-simulation
devices. In this work, through uniform matrix product state calculations, we
demonstrate the efficacy of this scheme for nonperturbative errors in analog
quantum simulators up to all accessible evolution times in the thermodynamic
limit, where it is \textit{a priori} neither established nor expected that this
scheme will succeed. Our results indicate the presence of an emergent gauge
symmetry in an adjusted gauge theory even in the thermodynamic limit, which is
beyond our analytic predictions. Additionally, we show through quantum circuit
model calculations that gauge protection with local pseudogenerators also
successfully suppresses gauge violations on finite quantum computers that
discretize time through Trotterization. Our results firm up the robustness and
feasibility of the local pseudogenerator as a viable tool for enforcing gauge
invariance in modern quantum simulators and NISQ devices.
- Abstract（参考訳）: 格子ゲージ理論の量子シミュレーションの最近の進歩により、そのようなモデルを定義するゲージ対称性をいかに確実に保護するかという疑問が迫っている。
最近の研究 [j] では
C. Halimeh \textit{et al.
実験的に実現可能なゲージ保護スキームである arXiv:2108.02203] は、ターゲットゲージセクターにおける全ゲージ対称性生成器と同一動作することが要求される \textit{local pseudogenerator} の概念に基づいているが、必ずしもその外ではない。
このスキームは、有限サイズのアナログ量子シミュレーションデバイス上の摂動誤差の存在下で、格子ゲージ理論を確実に安定化する解析的および数値的に示されてきた。
本研究では,一様行列積状態計算により,熱力学的極限のすべての到達可能な発展時間までのアナログ量子シミュレータにおける非摂動的誤差に対するこのスキームの有効性を実証する。
以上の結果から, 熱力学的極限においても, 調整ゲージ理論における創発的ゲージ対称性の存在が示唆された。
さらに,局所擬似ジェネレータを用いた量子回路モデル計算により,トロタライゼーションによる時間を識別する有限量子コンピュータのゲージ違反を効果的に抑制できることを示す。
この結果は,現代の量子シミュレータやNISQデバイスにおいて,ゲージ不変性を強制するための有効なツールとして,局所擬似ジェネレータの堅牢性と実現可能性を確立した。
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