論文の概要: Toward Quantum Computing Phase Diagrams of Gauge Theories with Thermal
Pure Quantum States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.13112v1
- Date: Sun, 28 Aug 2022 01:26:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-28 17:20:21.801575
- Title: Toward Quantum Computing Phase Diagrams of Gauge Theories with Thermal
Pure Quantum States
- Title（参考訳）: 熱純量子状態を持つゲージ理論の量子計算相図に向けて
- Authors: Zohreh Davoudi, Niklas Mueller, Connor Powers
- Abstract要約: 制約ゲージ理論に応用した統計力学の熱純量子状態定式化の一般化を提案する。
我々は, 単純な低次元ゲージ理論の位相図が, このアプローチを用いて頑健に決定されていることを数値的に示す。
- 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 phase diagram of strong interactions in nature at finite temperature and
chemical potential remains largely unexplored theoretically due to inadequacy
of Monte-Carlo-based computational techniques in overcoming a sign problem.
Quantum computing offers a sign-problem-free approach but evaluating thermal
expectation values is generally resource intensive on quantum computers. To
facilitate thermodynamic studies of gauge theories, we propose a generalization
of thermal-pure-quantum-state formulation of statistical mechanics applied to
constrained gauge-theory dynamics, and numerically demonstrate that the phase
diagram of a simple low-dimensional gauge theory is robustly determined using
this approach, including mapping a chiral phase transition in the model at
finite temperature and chemical potential. Quantum algorithms, resource
requirements, and algorithmic and hardware error analysis are further discussed
to motivate future implementations. Thermal pure quantum states, therefore, may
present a suitable candidate for efficient thermal-state preparation in gauge
theories in the era of quantum computing.
- Abstract（参考訳）: 有限温度と化学ポテンシャルにおける自然界における強い相互作用の位相図は、モンテカルロに基づく計算技術が符号問題を克服できないために理論的には明らかにされていない。
量子コンピューティングはサインプロブレムフリーなアプローチを提供するが、熱的期待値の評価は一般的に量子コンピュータにおいてリソース集約的である。
ゲージ理論の熱力学的研究を容易にするため, 制約ゲージ理論に応用された統計力学の熱-純-量子状態の定式化を一般化し, 有限温度および化学ポテンシャルのモデルにおけるキラル相転移のマッピングを含む, 単純な低次元ゲージ理論の位相図が強固に決定されていることを数値的に示す。
量子アルゴリズム、リソース要件、およびアルゴリズムおよびハードウェアエラー解析は、将来の実装を動機付けるためにさらに議論されている。
したがって、熱純量子状態は、量子コンピューティングの時代におけるゲージ理論における効率的な熱状態準備の候補となる可能性がある。
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