論文の概要: Quantum circuits for the preparation of spin eigenfunctions on quantum computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.09479v1
• Date: Sat, 19 Feb 2022 00:21:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-24 12:06:33.414675
• Title: Quantum circuits for the preparation of spin eigenfunctions on quantum computers
• Title（参考訳）: 量子コンピュータにおけるスピン固有関数の準備のための量子回路
• Authors: Alessandro Carbone, Davide Emilio Galli, Mario Motta, Barbara Jones
• Abstract要約: ハミルトン対称性は、関連する多粒子波動関数を分類するための重要な道具である。 この研究は、量子コンピュータ上の全スピン固有関数の正確かつ近似的な準備のための量子回路を提示する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 63.52264764099532
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The application of quantum algorithms to the study of many-particle quantum systems requires the ability to prepare wavefunctions that are relevant in the behavior of the system under study. Hamiltonian symmetries are an important instrument, to classify relevant many-particle wavefunctions, and to improve the efficiency of numerical simulations. In this work, quantum circuits for the exact and approximate preparation of total spin eigenfunctions on quantum computers are presented. Two different strategies are discussed and compared: exact recursive construction of total spin eigenfunctions based on the addition theorem of angular momentum, and heuristic approximation of total spin eigenfunctions based on the variational optimization of a suitable cost function. The construction of these quantum circuits is illustrated in detail, and the preparation of total spin eigenfunctions is demonstrated on IBM quantum devices, focusing on 3- and 5-spin systems on graphs with triangle connectivity.
• Abstract（参考訳）: 量子アルゴリズムの多粒子量子系の研究への応用には、研究中のシステムの振舞いに関連する波動関数を準備する能力が必要である。 ハミルトン対称性は、関連する多粒子波動関数を分類し、数値シミュレーションの効率を改善するための重要な手段である。 本稿では、量子コンピュータ上の全スピン固有関数の完全および近似合成のための量子回路について述べる。 角運動量の加算定理に基づく全スピン固有関数の正確な再帰的構成と、適切なコスト関数の変動最適化に基づく全スピン固有関数のヒューリスティック近似である。 これらの量子回路の構成を詳述し、全スピン固有関数の準備をIBM量子デバイス上で実証し、三角形接続を持つグラフ上の3および5スピンシステムに焦点を当てた。

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