論文の概要: Error-Mitigated Simulation of Quantum Many-Body Scars on Quantum
Computers with Pulse-Level Control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.08291v2
- Date: Wed, 1 Nov 2023 20:21:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-03 18:32:51.029638
- Title: Error-Mitigated Simulation of Quantum Many-Body Scars on Quantum
Computers with Pulse-Level Control
- Title（参考訳）: パルスレベル制御による量子コンピュータ上の多体スカーの誤差緩和シミュレーション
- Authors: I-Chi Chen, Benjamin Burdick, Yongxin Yao, Peter P. Orth, and Thomas
Iadecola
- Abstract要約: 最大19箇所の混合場イジング鎖における反強磁性初期状態のダイナミクスをシミュレートする。
様々なエラー発生源が存在する場合でも,最大40段階まで継続するコヒーレントダイナミクスが見つかる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum many-body scars are an intriguing dynamical regime in which quantum
systems exhibit coherent dynamics and long-range correlations when prepared in
certain initial states. We use this combination of coherence and many-body
correlations to benchmark the performance of present-day quantum computing
devices by using them to simulate the dynamics of an antiferromagnetic initial
state in mixed-field Ising chains of up to 19 sites. In addition to calculating
the dynamics of local observables, we also calculate the Loschmidt echo and a
nontrivial connected correlation function that witnesses long-range many-body
correlations in the scarred dynamics. We find coherent dynamics to persist over
up to 40 Trotter steps even in the presence of various sources of error. To
obtain these results, we leverage a variety of error mitigation techniques
including noise tailoring, zero-noise extrapolation, dynamical decoupling, and
physically motivated postselection of measurement results. Crucially, we also
find that using pulse-level control to implement the Ising interaction yields a
substantial improvement over the standard CNOT-based compilation of this
interaction. Our results demonstrate the power of error mitigation techniques
and pulse-level control to probe many-body coherence and correlation effects on
present-day quantum hardware.
- Abstract（参考訳）: 量子多体スカー(quantum many-body scars)は、特定の初期状態において、量子系がコヒーレントなダイナミクスと長距離相関を示す興味深い力学系である。
我々は、このコヒーレンスと多体相関の組み合わせを用いて、19箇所の混合フィールドIsing鎖における反強磁性初期状態のダイナミクスをシミュレートし、現在の量子コンピューティングデバイスの性能をベンチマークする。
局所観測量のダイナミクスの計算に加えて、ロスシュミットエコーと非自明な連結相関関数を計算し、スカーレッド力学における長距離多体相関を観測する。
さまざまなエラー発生源が存在する場合でも,40以上のトロッターステップを継続するコヒーレントダイナミクスを見出した。
これらの結果を得るために,ノイズ調整,ゼロノイズ外挿,動的デカップリング,計測結果の身体的モチベーション後選択など,様々な誤り緩和手法を活用した。
また, isingインタラクションの実装にパルスレベルの制御を用いると, 標準的なcnotベースのコンパイルよりも大幅に改善できることがわかった。
本研究は,多体コヒーレンスを探索するための誤差緩和手法とパルスレベル制御のパワーと,現在の量子ハードウェアに対する相関効果を実証する。
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