論文の概要: Quantum critical dynamics in a 5000-qubit programmable spin glass
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.13800v1
- Date: Wed, 27 Jul 2022 21:23:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2023-02-03 07:30:19.761831
- Title: Quantum critical dynamics in a 5000-qubit programmable spin glass
- Title（参考訳）: 5000量子ビットプログラマブルスピングラスにおける量子臨界ダイナミクス
- Abstract要約: 超伝導量子アニールを用いた数千の量子ビット上での量子臨界スピングラスダイナミクスを実現する。
臨界領域の力学に対する一般化されたキブルズレーク形式は、観測されたスピードアップの理論的基礎を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1940694880568357
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Experiments on disordered alloys suggest that spin glasses can be brought
into low-energy states faster by annealing quantum fluctuations than by
conventional thermal annealing. Due to the importance of spin glasses as a
paradigmatic computational testbed, reproducing this phenomenon in a
programmable system has remained a central challenge in quantum optimization.
Here we achieve this goal by realizing quantum critical spin-glass dynamics on
thousands of qubits with a superconducting quantum annealer. We first
demonstrate quantitative agreement between quantum annealing and time-evolution
of the Schr\"odinger equation in small spin glasses. We then measure dynamics
in 3D spin glasses on thousands of qubits, where simulation of many-body
quantum dynamics is intractable. We extract critical exponents that clearly
distinguish quantum annealing from the slower stochastic dynamics of analogous
Monte Carlo algorithms. A generalized Kibble-Zurek formalism for dynamics in
the critical region provides a theoretical basis for the observed speedup.
- Abstract（参考訳）: 歪んだ合金の実験により、スピングラスは従来の熱アニールよりも早く量子ゆらぎを加熱することで低エネルギー状態にすることができることが示唆された。
計算機実験場としてのスピングラスの重要性から、プログラム可能なシステムにおいてこの現象を再現することは量子最適化における中心的な課題である。
ここでは、超伝導量子アニールを用いて数千の量子ビット上の量子臨界スピングラスダイナミクスを実現することで、この目標を達成する。
まず,小スピングラスにおけるシュル=オディンガー方程式の量子アニーリングと時間発展の定量的一致を示す。
次に、何千もの量子ビット上での3次元スピングラスのダイナミクスを測定し、多体量子力学のシミュレーションを行う。
類似のモンテカルロアルゴリズムの遅い確率力学から量子アニーリングを明確に区別する臨界指数を抽出する。
臨界領域の力学に対する一般化されたkibble-zurek形式は、観測されたスピードアップの理論的基礎を提供する。
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