論文の概要: Digital Quantum Simulation of the Schwinger Model and Symmetry
Protection with Trapped Ions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.14262v2
- Date: Tue, 12 Apr 2022 16:44:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-03 01:36:58.898336
- Title: Digital Quantum Simulation of the Schwinger Model and Symmetry
Protection with Trapped Ions
- Title（参考訳）: シュウィンガー模型のディジタル量子シミュレーションと捕捉イオンによる対称性保護
- Authors: Nhung H. Nguyen, Minh C. Tran, Yingyue Zhu, Alaina M. Green, C. Huerta
Alderete, Zohreh Davoudi, Norbert M. Linke
- Abstract要約: 1+1次元の格子ゲージ理論の力学を最大6量子ビットのトラップイオン系を用いてシミュレートする。
ペア生成などの非摂動効果を従来よりもずっと長い時間にわたって示す。
この研究は、格子ゲージ理論の効率的なシミュレーションに不可欠な統合理論、アルゴリズム、実験的アプローチを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5277756703318045
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Tracking the dynamics of physical systems in real time is a prime application
of digital quantum computers. Using a trapped-ion system with up to six qubits,
we simulate the real-time dynamics of a lattice gauge theory in 1+1 dimensions,
i.e., the lattice Schwinger model, and demonstrate non-perturbative effects
such as pair creation for times much longer than previously accessible. We
study the gate requirement of two formulations of the model using the
Suzuki-Trotter product formula, as well as the trade-off between errors from
the ordering of the Hamiltonian terms, the Trotter step size, and experimental
imperfections. To mitigate experimental errors, a recent symmetry-protection
protocol for suppressing coherent errors and a symmetry-inspired post-selection
scheme are applied. This work demonstrates the integrated theoretical,
algorithmic, and experimental approach that is essential for efficient
simulation of lattice gauge theories and other complex physical systems.
- Abstract（参考訳）: 物理システムのダイナミクスをリアルタイムで追跡することは、デジタル量子コンピュータの第一の応用である。
最大6量子ビットの捕捉イオン系を用いて、格子ゲージ理論の1+1次元、すなわち格子シュウィンガーモデルにおける実時間ダイナミクスをシミュレートし、ペア生成のような非摂動効果を従来よりはるかに長く実証する。
本研究では, スズキ・トロッター積公式を用いたモデルの2つの定式化のゲート条件と, ハミルトン項の順序の誤差, トロッターステップサイズ, 実験不完全性のトレードオフについて検討する。
実験誤差を軽減するため、コヒーレントエラーを抑制するための最近の対称性保護プロトコルと、対称性に着想を得た後選択方式を適用した。
この研究は、格子ゲージ理論やその他の複雑な物理系の効率的なシミュレーションに不可欠な統合理論、アルゴリズム、実験的アプローチを示す。
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