論文の概要: Recipes for the Digital Quantum Simulation of Lattice Spin Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.07918v1
- Date: Fri, 16 Sep 2022 13:30:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-26 09:35:17.394491
- Title: Recipes for the Digital Quantum Simulation of Lattice Spin Systems
- Title（参考訳）: 格子スピン系のディジタル量子シミュレーションのためのレシピ
- Authors: Guido Burkard
- Abstract要約: 本稿では,局所的な相互作用を持つ正則格子上に量子スピン系のディジタル量子シミュレーションアルゴリズムを構築する方法について述べる。
スピン系の最も重要なケースやクラスに対して、資源推定と量子回路要素を提供する。
- 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: We describe methods to construct digital quantum simulation algorithms for
quantum spin systems on a regular lattice with local interactions. In addition
to tools such as the Trotter-Suzuki expansion and graph coloring, we also
discuss the efficiency gained by parallel execution of an extensive number of
commuting terms. We provide resource estimates and quantum circuit elements for
the most important cases and classes of spin systems. As resource estimates we
indicate the total number of gates $N$ and simulation time $T$, expressed in
terms of the number $n$ of spin 1/2 lattice sites (qubits), target accuracy
$\epsilon$, and simulated time $t$. We provide circuit constructions that
realize the simulation time $T^{(1)}\propto nt^2/\epsilon$ and $T^{(2q)}\propto
t^{1+\eta}n^\eta/\epsilon^\eta$ for arbitrarily small $\eta=1/2q$ for the
first-order and higher-order Trotter expansions. We also discuss the potential
impact of scaled gates, which have not been fully explored yet.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,局所的な相互作用を持つ正則格子上に量子スピン系のディジタル量子シミュレーションアルゴリズムを構築する方法について述べる。
また,トロッター・スズキ展開やグラフ彩色などのツールに加えて,多数の通勤用語の並列実行によって得られる効率についても論じる。
スピン系の最も重要なケースやクラスに対して、資源推定と量子回路要素を提供する。
リソース推定では、ゲートの総数$N$とシミュレーション時間$T$を示し、スピン1/2格子サイト(量子ビット)の数$n$、ターゲット精度$\epsilon$、シミュレーション時間$t$で表される。
任意に小さな$\eta=1/2q$に対して、T^{(1)}\propto nt^2/\epsilon$と$T^{(2q)}\propto t^{1+\eta}n^\eta/\epsilon^\eta$のシミュレーション時間を実現する回路構成を提供する。
また、まだ十分に検討されていないスケールドゲートの潜在的な影響についても論じる。
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