論文の概要: Holographic quantum simulation of entanglement renormalization circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.00886v1
• Date: Wed, 2 Mar 2022 05:58:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-23 08:10:44.806785
• Title: Holographic quantum simulation of entanglement renormalization circuits
• Title（参考訳）: エンタングルメント再正規化回路のホログラフィック量子シミュレーション
• Authors: Sajant Anand, Johannes Hauschild, Yuxuan Zhang, Andrew C. Potter, Michael P. Zaletel
• Abstract要約: 現在の雑音量子コンピュータは数十量子ビットに制限されている。 ホログラフィック量子シミュレーションの技法により、$D$次元システムは、量子ビットの$Drm -1$次元部分集合でシミュレートできる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.385064176392595
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: While standard approaches to quantum simulation require a number of qubits proportional to the number of simulated particles, current noisy quantum computers are limited to tens of qubits. With the technique of holographic quantum simulation, a $D$-dimensional system can be simulated with a $D{\rm -}1$-dimensional subset of qubits, enabling the study of systems significantly larger than current quantum computers. Using circuits derived from the multiscale entanglement renormalization ansatz (MERA), we accurately prepare the ground state of an $L=32$ critical, non-integrable perturbed Ising model and measure long-range correlations on the 10 qubit Quantinuum trapped ion computer. We introduce generalized MERA (gMERA) networks that interpolate between MERA and matrix product state networks and demonstrate that gMERA can capture far longer correlations than a MERA with the same number of qubits, at the expense of greater circuit depth. Finally, we perform noisy simulations of these two network ans\"atze and find that the optimal choice of network depends on noise level, available qubits, and the state to be represented.
• Abstract（参考訳）: 量子シミュレーションへの標準的なアプローチは、シミュレーション粒子の数に比例する数キュービットを必要とするが、現在のノイズの多い量子コンピュータは数十キュービットに制限されている。 ホログラフィック量子シミュレーションの手法により、$d$次元のシステムは、量子ビットの$d{\rm -}1$次元の部分集合でシミュレートでき、現在の量子コンピュータよりもはるかに大きいシステムの研究を可能にする。 マルチスケールエンタングルメント再正規化アンサッツ (MERA) から導かれる回路を用いて, 臨界値32$の非可積分摂動イジングモデルの基底状態を正確に作成し, 10量子量子イオンコンピュータ上での長距離相関を計測する。 一般化されたMERA(gMERA)ネットワークを導入し,回路深度を犠牲にして,MERAと行列積の相関関係を同一ビットのMERAよりはるかに長い相関関係を観測できることを実証した。 最後に,これら2つのネットワークの雑音シミュレーションを行い,ネットワークの最適な選択は,ノイズレベル,利用可能なキュービット,表現すべき状態に依存することを示した。

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