論文の概要: Quantum Simulation of Z2 Lattice Gauge theory with minimal requirements
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.08909v1
- Date: Fri, 17 Jun 2022 17:35:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-09 01:48:47.480424
- Title: Quantum Simulation of Z2 Lattice Gauge theory with minimal requirements
- Title（参考訳）: 最小要件を持つZ2格子ゲージ理論の量子シミュレーション
- Authors: Reinis Irmejs, Mari Carmen Banuls, Juan Ignacio Cirac
- Abstract要約: 2+1)DにおけるフェルミオンZ2ゲージ場理論をシミュレートするための様々な選択肢について検討する。
NISQデバイスで理論をシミュレートするには、使用する量子ビットの数と回路深さの両方を最小化することが不可欠である。
我々は、量子コンピュータ上でこの理論を最小の量子ビット要求でシミュレートする新しい方法を開発した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The quantum simulation of fermionic gauge field theories is one of the
anticipated uses of quantum computers in the NISQ era. Recently work has been
done to simulate properties of the fermionic Z2 gauge field theory in (1+1)D
and the pure gauge theory in (2+1) D. In this work, we investigate various
options for simulating the fermionic Z2 gauge field theory in (2+1) D. To
simulate the theory on a NISQ device it is vital to minimize both the number of
qubits used and the circuit depth. In this work we propose ways to optimize
both criteria for simulating time dynamics. In particular, we develop a new way
to simulate this theory on a quantum computer, with minimal qubit requirements.
We provide a quantum circuit, simulating a single first order Trotter step,
that minimizes the number of 2-qubit gates needed and gives comparable results
to methods requiring more qubits. Furthermore, variational Trotterization
approaches are investigated that allow to further decrease the circuit depth.
- Abstract（参考訳）: フェルミオンゲージ場の理論の量子シミュレーションは、NISQ時代の量子コンピュータの期待された使用の1つである。
近年, (1+1)DにおけるフェルミオンZ2ゲージ場理論と(2+1)Dにおける純粋なゲージ理論の特性をシミュレートする研究が進められており, 本研究では, (2+1)DにおけるフェルミオンZ2ゲージ場理論をシミュレートする様々な選択肢について検討する。
本研究では、時間ダイナミクスをシミュレートするための2つの基準を最適化する方法を提案する。
特に、量子コンピュータ上でこの理論を最小の量子ビット要求でシミュレートする新しい方法を開発した。
量子回路は1次トロッターステップをシミュレートし、2量子ゲートの数を最小限に抑え、より多くの量子ビットを必要とする手法に匹敵する結果を与える。
さらに、回路深度をさらに減少させる変動トロッタライズ手法について検討した。
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