論文の概要: Quantum supremacy regime for compressed fermionic models

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.09550v2
• Date: Wed, 27 Jul 2022 19:50:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-11 03:58:40.545582
• Title: Quantum supremacy regime for compressed fermionic models
• Title（参考訳）: 圧縮フェルミオン模型の量子超越状態
• Authors: Guillermo Bl\'azquez-Cruz, Pierre-Luc Dallaire-Demers
• Abstract要約: 圧縮空間でシミュレートできる二次フェルミオンハミルトニアンのクラスを同定する。 特に、近接相互作用が近い2-局所量子ビットモデルに符号化された$n$軌道の系では、基底状態エネルギーを評価できる。 我々は、圧縮されたガウスフェルミオン模型をサンプリングするための量子超越性の体系を見出した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Compressible models extend the domain of simulable systems in quantum computers, but little is known about their precise limits of applicability. Using the theory of compressible matchgate circuits, we identify a class of quadratic fermionic Hamiltonians that can be simulated in compressed space. In particular, for systems of $n$ orbitals encoded to 2-local qubit models with nearest neighbour interactions, the ground state energy can be evaluated with $O\left(\log n\right)$ sets of measurements, independently of the number of dimensions in which the $n$ sites are arranged. We also provide an expressible circuit ansatz in a logarithmic number of qubits for finding the compressed ground state with a variational quantum eigensolver. From the complexity analysis of the compressed circuits, we find a regime of quantum supremacy for sampling compressed Gaussian fermionic models.
• Abstract（参考訳）: 圧縮可能なモデルは量子コンピュータにおけるシミュレーション可能なシステムの領域を拡張するが、その適用可能性の正確な限界についてはほとんど知られていない。 圧縮可能なマッチゲート回路の理論を用いて、圧縮空間でシミュレーション可能な二次フェルミオンハミルトニアンのクラスを同定する。 特に、近傍相互作用を持つ2局所量子ビットモデルに符号化されたn$軌道の系では、n$サイトが配置される次元の数とは無関係に、基底状態エネルギーをo\left(\log n\right)$測定値のセットで評価することができる。 また、可変量子固有解法を用いて圧縮基底状態を求めるために、対数数の量子ビットで表現可能な回路ansatzを提供する。 圧縮回路の複雑性解析から、圧縮されたガウスフェルミオン模型をサンプリングするための量子超越性の体系を見出した。

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