論文の概要: Fermionic approach to variational quantum simulation of Kitaev spin models

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.05322v1
• Date: Mon, 11 Apr 2022 18:00:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-17 08:13:36.477624
• Title: Fermionic approach to variational quantum simulation of Kitaev spin models
• Title（参考訳）: 北エフスピンモデルの変分量子シミュレーションに対するフェルミオン的アプローチ
• Authors: Ammar Jahin, Andy C. Y. Li, Thomas Iadecola, Peter P. Orth, Gabriel N. Perdue, Alexandru Macridin, M. Sohaib Alam and Norm M. Tubman
• Abstract要約: キタエフスピンモデルは、自由フェルミオンへの写像を通じて、あるパラメータ状態において正確に解けることで知られている。 古典的なシミュレーションを用いて、このフェルミオン表現を利用する新しい変分アンザッツを探索する。 また、量子コンピュータ上での非アベリアオンをシミュレートするための結果の意味についてもコメントする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 50.92854230325576
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We use the variational quantum eigensolver (VQE) to simulate Kitaev spin models with and without integrability breaking perturbations, focusing in particular on the honeycomb and square-octagon lattices. These models are well known for being exactly solvable in a certain parameter regime via a mapping to free fermions. We use classical simulations to explore a novel variational ansatz that takes advantage of this fermionic representation and is capable of expressing the exact ground state in the solvable limit. We also demonstrate that this ansatz can be extended beyond this limit to provide excellent accuracy when compared to other VQE approaches. In certain cases, this fermionic representation is advantageous because it reduces by a factor of two the number of qubits required to perform the simulation. We also comment on the implications of our results for simulating non-Abelian anyons on quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 我々は変分量子固有ソルバ(vqe)を用いて、特にハニカムと正方八角形格子に焦点をあてた可積分破壊摂動を伴うキタエフスピンモデルをシミュレートする。 これらのモデルは、自由フェルミオンへの写像を通じて特定のパラメータ体系で正確に解けることが知られている。 古典シミュレーションを用いて,このフェルミイオン表現を活用し,可解極限における正確な基底状態を表現することができる,新しい変分アンサッツを探索する。 また,このアンサッツは,他のVQE手法と比較して高い精度で拡張可能であることを示す。 ある場合には、このフェルミイオン表現は、シミュレーションを実行するのに必要な量子ビットの数を2倍に減らすので有利である。 また、量子コンピュータ上での非アベリアオンのシミュレートにおける結果の影響についてもコメントする。

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