論文の概要: Simulating spin dynamics with quantum computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.10567v2
• Date: Tue, 30 Jul 2024 14:05:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-31 23:19:20.192116
• Title: Simulating spin dynamics with quantum computers
• Title（参考訳）: 量子コンピュータによるスピンダイナミクスのシミュレーション
• Authors: Jarrett L. Lancaster, D. Brysen Allen,
• Abstract要約: IBM量子コンピュータは、相互作用する量子スピンの小さな系の力学をシミュレートするために用いられる。 任意の時間で正確な時間進化を計算し、スピン期待値とエネルギーを測定する。
• 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: IBM quantum computers are used to simulate the dynamics of small systems of interacting quantum spins. For time-independent systems with fewer than three spins, we compute the exact time evolution at arbitrary times and measure spin expectation values and energy. It is demonstrated that even in such small systems, one can observe the connection between conservation laws and symmetries in the model. Larger systems require approximating the time-evolution operator, and we investigate the case of $N=3$ spins explicitly. While it is shown to be unfeasible to use such devices to probe such larger systems without more advanced algorithms or reliable error correction, we demonstrate that the quantum circuit simulator is an easy-to-use method for studying spin dynamics in systems with $N\sim\mathcal{O}(10)$) spins. The computations presented provide an interesting experimental component to the standard treatment of quantum spin in an undergraduate quantum mechanics course.
• Abstract（参考訳）: IBM量子コンピュータは、相互作用する量子スピンの小さな系の力学をシミュレートするために用いられる。 3スピン未満の時間独立系では、任意の時間で正確な時間進化を計算し、スピン期待値とエネルギーを測定する。 このような小さなシステムであっても、モデル内の保存法則と対称性の間の関係を観察できることが示されている。 より大規模なシステムは時間進化作用素の近似を必要とし、N=3$スピンの場合を明示的に検討する。 このような装置を用いて、より高度なアルゴリズムや信頼性のある誤り訂正を行わずに、そのような大規模システムを探索することは不可能であることが示されているが、量子回路シミュレータは、$N\sim\mathcal{O}(10)$のスピンを持つ系のスピンダイナミクスを研究するための、使いやすい方法であることを示す。 提示された計算は、学部の量子力学コースにおける量子スピンの標準的な処理に興味深い実験的要素を提供する。

関連論文リスト

• Fourier Neural Operators for Learning Dynamics in Quantum Spin Systems [77.88054335119074]
  ランダム量子スピン系の進化をモデル化するためにFNOを用いる。 量子波動関数全体の2n$の代わりに、コンパクトなハミルトン観測可能集合にFNOを適用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-05T07:18:09Z)
• Ground state energy and magnetization curve of a frustrated magnetic system from real-time evolution on a digital quantum processor [0.47191037525744733]
  本論文では,ハイゼンベルクモデルの時間発展を実現するために,効率的な量子回路を構築する方法を示す。 また、ハイブリッドアルゴリズムが基底状態エネルギーと磁化曲線を効率的に見つけることができるような、小さなシステムに関する実証実験を行った。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-05T18:57:34Z)
• High-fidelity dimer excitations using quantum hardware [1.3977204802483425]
  創発多体スピン系の量子単位である量子スピン二量体の力学をシミュレートする。 結果は、高価なINS実験の出力をベンチマークや予測するための重要な道のりを舗装する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-12T20:12:28Z)
• Digital Quantum Simulation of the Spin-Boson Model under Open System Dynamics [1.5727276506140881]
  デジタル量子コンピュータにおけるオープン量子力学のシミュレーション法について検討する。 本研究は, 発散部がより耐雑音性のあるシミュレーションにつながるのに対して, 動力学のユニタリ部分のシミュレートが重要であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-28T06:03:35Z)
• Recompilation-enhanced simulation of electron-phonon dynamics on IBM Quantum computers [62.997667081978825]
  小型電子フォノン系のゲートベース量子シミュレーションにおける絶対的資源コストについて考察する。 我々は、弱い電子-フォノン結合と強い電子-フォノン結合の両方のためのIBM量子ハードウェアの実験を行う。 デバイスノイズは大きいが、近似回路再コンパイルを用いることで、正確な対角化に匹敵する電流量子コンピュータ上で電子フォノンダイナミクスを得る。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-16T19:00:00Z)
• An Algebraic Quantum Circuit Compression Algorithm for Hamiltonian Simulation [55.41644538483948]
  現在の世代のノイズの多い中間スケール量子コンピュータ(NISQ)は、チップサイズとエラー率に大きく制限されている。 我々は、自由フェルミオンとして知られる特定のスピンハミルトニアンをシミュレーションするために、量子回路を効率よく圧縮するために局所化回路変換を導出する。 提案した数値回路圧縮アルゴリズムは、後方安定に動作し、$mathcalO(103)$スピンを超える回路合成を可能にするスピンの数で3次スケールする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-06T19:38:03Z)
• Visualizing spinon Fermi surfaces with time-dependent spectroscopy [62.997667081978825]
  固体系において確立されたツールである時間依存性光電子分光法を低温原子量子シミュレーターに応用することを提案する。 1次元の$t-J$モデルの正確な対角化シミュレーションで、スピノンが非占有状態の効率的なバンド構造に出現し始めることを示す。 ポンプパルス後のスペクトル関数の依存性はスピノン間の集団的相互作用を明らかにする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-27T18:00:02Z)
• Probing quantum information propagation with out-of-time-ordered correlators [41.12790913835594]
  小型の量子情報プロセッサは、多体量子システムを効率的にエミュレートする約束を持っている。 ここでは、時間外順序付き相関器(OTOC)の測定を実演する。 我々の実験における中心的な要件は、時間進化をコヒーレントに逆転させる能力である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-23T15:29:08Z)
• Information Scrambling in Computationally Complex Quantum Circuits [56.22772134614514]
  53量子ビット量子プロセッサにおける量子スクランブルのダイナミクスを実験的に検討する。 演算子の拡散は効率的な古典的モデルによって捉えられるが、演算子の絡み合いは指数関数的にスケールされた計算資源を必要とする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-21T22:18:49Z)
• Quantum Non-equilibrium Many-Body Spin-Photon Systems [91.3755431537592]
  論文は、非平衡状態における強相関量子系の量子力学に関するものである。 本研究の主な成果は, 臨界ダイナミクスのシグナチャ, 超ストロング結合のテストベッドとしての駆動ディックモデル, キブルズルーク機構の3つにまとめることができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-23T19:05:56Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。