論文の概要: Characterizing a non-equilibrium phase transition on a quantum computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.12889v3
• Date: Mon, 14 Nov 2022 15:57:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-25 02:53:24.807393
• Title: Characterizing a non-equilibrium phase transition on a quantum computer
• Title（参考訳）: 量子コンピュータ上の非平衡相転移の特徴付け
• Authors: Eli Chertkov, Zihan Cheng, Andrew C. Potter, Sarang Gopalakrishnan, Thomas M. Gatterman, Justin A. Gerber, Kevin Gilmore, Dan Gresh, Alex Hall, Aaron Hankin, Mitchell Matheny, Tanner Mengle, David Hayes, Brian Neyenhuis, Russell Stutz, Michael Foss-Feig
• Abstract要約: 簡単な古典的疾患拡散過程の量子拡張を実現するために,量子H1-1量子コンピュータを用いた。 モデルの大規模なインスタンスを73ドルサイトと72ドル回路レイヤで実装できます。 この研究は、中間回路のリセット、測定、条件論理が可能な量子コンピュータが、量子多体物理学における難しい問題を研究するのにどのように役立つかを示す。
• 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: At transitions between phases of matter, physical systems can exhibit universal behavior independent of their microscopic details. Probing such behavior in quantum many-body systems is a challenging and practically important problem that can be solved by quantum computers, potentially exponentially faster than by classical computers. In this work, we use the Quantinuum H1-1 quantum computer to realize a quantum extension of a simple classical disease spreading process that is known to exhibit a non-equilibrium phase transition between an active and absorbing state. Using techniques such as qubit-reuse and error avoidance based on real-time conditional logic (utilized extensively in quantum error correction), we are able to implement large instances of the model with $73$ sites and up to $72$ circuit layers, and quantitatively determine the model's critical properties. This work demonstrates how quantum computers capable of mid-circuit resets, measurements, and conditional logic enable the study of difficult problems in quantum many-body physics: the simulation of open quantum system dynamics and non-equilibrium phase transitions.
• Abstract（参考訳）: 物質相間の遷移において、物理系は微視的詳細とは無関係に普遍的な振る舞いを示すことができる。 量子多体系におけるそのような振る舞いの証明は、古典的コンピュータよりも指数関数的に高速な量子コンピュータによって解ける、困難で事実上重要な問題である。 本研究では,量子式h1-1量子コンピュータを用いて,能動状態と吸収状態との間の非平衡相転移を示すことで知られる単純な古典的疾患拡散過程の量子拡張を実現する。 実時間条件付き論理(量子誤り訂正に広く用いられている)に基づく量子ビット再利用やエラー回避といった手法を用いて、73$サイトと72$回路層を持つモデルの大規模インスタンスを実装し、モデルの臨界特性を定量的に決定することができる。 この研究は、中間回路のリセット、測定、条件論理が可能な量子コンピュータが、量子多体物理学における難しい問題、すなわち開量子系力学と非平衡相転移のシミュレーションの研究を可能にする方法を示す。

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