論文の概要: Simulating excited states of the Lipkin model on a quantum computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.01478v3
- Date: Wed, 27 Jul 2022 22:45:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-23 05:59:05.124303
- Title: Simulating excited states of the Lipkin model on a quantum computer
- Title（参考訳）: 量子コンピュータ上でのリプキン模型の励起状態のシミュレーション
- Authors: Manqoba Q. Hlatshwayo, Yinu Zhang, Herlik Wibowo, Ryan LaRose, Denis
Lacroix, Elena Litvinova
- Abstract要約: 精度は、量子ビット符号化に対するフェルミオンに強く依存していることを示す。
我々はIBM量子マシンを用いて、N=2, 3$および4$の粒子のエネルギースペクトルを計算する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We simulate the excited states of the Lipkin model using the recently
proposed Quantum Equation of Motion (qEOM) method. The qEOM generalizes the EOM
on classical computers and gives access to collective excitations based on
quasi-boson operators $\hat{O}^\dagger_n(\alpha)$ of increasing configuration
complexity $\alpha$. We show, in particular, that the accuracy strongly depends
on the fermion to qubit encoding. Standard encoding leads to large errors, but
the use of symmetries and the Gray code reduces the quantum resources and
improves significantly the results on current noisy quantum devices. With this
encoding scheme, we use IBM quantum machines to compute the energy spectrum for
a system of $N=2, 3$ and $4$ particles and compare the accuracy against the
exact solution. We found that the results of the approach with $\alpha = 2$, an
analog of the second random phase approximation (SRPA), are, in principle, more
accurate than with $\alpha = 1$, which corresponds to the random phase
approximation (RPA), but the SRPA is more amenable to noise for large coupling
strengths. Thus, the proposed scheme shows potential for achieving higher
spectroscopic accuracy by implementations with higher configuration complexity,
if a proper error mitigation method is applied.
- Abstract（参考訳）: 最近提案されたQuantum Equation of Motion (qEOM) 法によるリプキンモデルの励起状態のシミュレーションを行った。
qEOM は古典的コンピュータ上で EOM を一般化し、準ボソン作用素 $\hat{O}^\dagger_n(\alpha)$ に基づく集合励起へのアクセスを与える。
特に、精度が量子ビット符号化のフェルミオンに強く依存していることが示される。
標準エンコーディングは大きなエラーをもたらすが、対称性とグレーコードの使用は量子リソースを減少させ、現在のノイズの多い量子デバイスにおける結果を大幅に改善する。
この符号化方式では,IBM量子マシンを用いて,N=2,3$,4$の粒子のエネルギースペクトルを計算し,精度を正確な解と比較する。
2次ランダム位相近似 (srpa) の類似である$\alpha = 2$ のアプローチの結果は、ランダム位相近似 (rpa) に対応する$\alpha = 1$よりも原理上正確であるが、srpaは大きな結合強度を持つノイズに対してより快適であることがわかった。
提案手法は, 適切な誤差緩和法を適用した場合, 構成の複雑度が高い実装により, 高い分光精度を実現する可能性を示す。
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