論文の概要: Entanglement entropy scaling of noisy random quantum circuits in two dimensions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.13999v2
• Date: Wed, 30 Nov 2022 01:51:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-11 14:03:30.530212
• Title: Entanglement entropy scaling of noisy random quantum circuits in two dimensions
• Title（参考訳）: 2次元におけるノイズランダム量子回路のエンタングルメントエントロピースケーリング
• Authors: Meng Zhang, Chao Wang, Shaojun Dong, Hao Zhang, Yongjian Han, and Lixin He
• Abstract要約: 誤差補正のないノイズの多い量子デバイスは 古典的コンピュータよりも 量子的に有利だ この研究では、ランダム量子回路は、関連する2次元アーキテクチャの実験において、非偏極ノイズでシミュレートされる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.501065978448919
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Whether noisy quantum devices without error correction can provide quantum advantage over classical computers is a critical issue of current quantum computation. In this work, the random quantum circuits, which are used as the paradigm model to demonstrate quantum advantage, are simulated with depolarizing noise on experiment relevant two-dimensional architecture. With comprehensive numerical simulation and theoretical analysis, we find that the maximum achievable operator entanglement entropy, which indicates maximal simulation cost, has area law scaling with the system size for constant noise rate. On the other hand, we also find that the maximum achievable operator entanglement entropy has power law scaling with the noise rate for fixed system size, and the volume law scaling can be obtained only if the noise rate decreases when system size increase.
• Abstract（参考訳）: 誤差補正のないノイズ量子デバイスが古典的コンピュータに量子優位をもたらすかどうかは、現在の量子計算の重大な問題である。 この研究では、量子優位を示すパラダイムモデルとして用いられるランダム量子回路を、実験に関連する2次元アーキテクチャ上で非分極ノイズによりシミュレーションする。 包括的数値シミュレーションと理論的解析により,最大シミュレーションコストを示す最大可換作用素のエンタングルメントエントロピーは,一定雑音率のシステムサイズにスケールする領域法則を持つことがわかった。 一方、最大到達可能な演算子絡み合いエントロピーは、固定されたシステムサイズに対するノイズレートとパワーロースケーリングを持ち、システムサイズが増加するとノイズレートが減少する場合にのみボリュームロースケーリングが得られる。

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