論文の概要: Finite-size criticality in fully connected spin models on
superconducting quantum hardware
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.02731v2
- Date: Wed, 18 Jan 2023 11:07:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-02 07:23:11.047880
- Title: Finite-size criticality in fully connected spin models on
superconducting quantum hardware
- Title（参考訳）: 超伝導量子ハードウェア上の全連結スピンモデルの有限サイズ臨界性
- Authors: Michele Grossi, Oriel Kiss, Francesco De Luca, Carlo Zollo, Ian
Gremese, and Antonio Mandarino
- Abstract要約: 我々は,完全連結スピンの量子臨界挙動を検出するために,量子アルゴリズムによって提供される新しい資源を利用する。
超伝導トランスモン量子ビット上で動作する変分アルゴリズムに基づく手法を提案する。
- 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: The emergence of a collective behavior in a many-body system is responsible
of the quantum criticality separating different phases of matter. Interacting
spin systems in a magnetic field offer a tantalizing opportunity to test
different approaches to study quantum phase transitions. In this work, we
exploit the new resources offered by quantum algorithms to detect the quantum
critical behaviour of fully connected spin$-1/2$ models. We define a suitable
Hamiltonian depending on an internal anisotropy parameter $\gamma,$ that allows
us to examine three paradigmatic examples of spin models, whose lattice is a
fully connected graph. We propose a method based on variational algorithms run
on superconducting transmon qubits to detect the critical behavior for systems
of finite size. We evaluate the energy gap between the first excited state and
the ground state, the magnetization along the easy-axis of the system, and the
spin-spin correlations. We finally report a discussion about the feasibility of
scaling such approach on a real quantum device for a system having a dimension
such that classical simulations start requiring significant resources.
- Abstract（参考訳）: 多体系における集団行動の出現は、物質の異なる相を分離する量子臨界性に責任を持つ。
磁場中の相互作用するスピン系は、量子相転移を研究するために異なるアプローチをテストすることができる。
本研究では,量子アルゴリズムが提供する新たな資源を活用し,全連結スピン$-1/2$モデルの量子臨界挙動を検出する。
内部異方性パラメータ $\gamma,$ に依存する適切なハミルトニアンを定義することで、格子が完全連結グラフであるスピンモデルの3つのパラダイム的例を調べることができる。
超伝導トランスモン量子ビット上で動作する変分アルゴリズムを用いて有限サイズ系の臨界挙動を検出する手法を提案する。
我々は,第1励起状態と基底状態のエネルギーギャップ,系の易軸に沿った磁化,スピンスピン相関を評価した。
最後に、古典的シミュレーションが重要なリソースを必要とし始めるような次元を持つシステムにおいて、実際の量子デバイス上でそのようなアプローチをスケールする可能性について論じる。
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