論文の概要: Simulating dirty bosons on a quantum computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.08386v1
- Date: Sat, 15 Oct 2022 22:17:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-22 11:46:36.052711
- Title: Simulating dirty bosons on a quantum computer
- Title（参考訳）: 量子コンピュータ上の汚れたボソンをシミュレートする
- Authors: Lindsay Bassman Oftelie, Roel Van Beeumen, Daan Camps, Wibe A. de
Jong, Maxime Dupont
- Abstract要約: 量子コンピュータを用いて、汚い粒子の物理を1次元と2次元で解明する方法を実証する。
ノイズがシミュレーションシステムの真の特性をどのように変化させるかをよりよく理解することが不可欠である。
- 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 physics of dirty bosons highlights the intriguing interplay of disorder
and interactions in quantum systems, playing a central role in describing, for
instance, ultracold gases in a random potential, doped quantum magnets, and
amorphous superconductors. Here, we demonstrate how quantum computers can be
used to elucidate the physics of dirty bosons in one and two dimensions.
Specifically, we explore the disorder-induced delocalized-to-localized
transition using adiabatic state preparation. In one dimension, the quantum
circuits can be compressed to small enough depths for execution on currently
available quantum computers. In two dimensions, the compression scheme is no
longer applicable, thereby requiring the use of large-scale classical state
vector simulations to emulate quantum computer performance. In addition,
simulating interacting bosons via emulation of a noisy quantum computer allowed
us to study the effect of quantum hardware noise on the physical properties of
the simulated system. Our results suggest that scaling laws control how noise
modifies observables versus its strength, the circuit depth, and the number of
qubits. Moreover, we observe that noise impacts the delocalized and localized
phases differently. A better understanding of how noise alters the genuine
properties of the simulated system is essential for leveraging noisy
intermediate-scale quantum devices for simulation of dirty bosons, and indeed
for condensed matter systems in general.
- Abstract（参考訳）: 汚れたボソンの物理学は、量子系の障害と相互作用の興味深い相互作用を強調し、例えば、ランダムポテンシャルにおける超低温気体、ドープ量子磁石、アモルファス超伝導体を記述する上で中心的な役割を果たす。
ここでは, 量子コンピュータを用いて汚れた粒子の物理を1次元と2次元で解明する方法を示す。
具体的には,アディベート状態製剤を用いた障害誘発脱局在化遷移について検討する。
1次元では、量子回路は、現在利用可能な量子コンピュータ上で実行するのに十分な深さまで圧縮することができる。
2次元では、圧縮スキームはもはや適用されず、量子コンピュータの性能をエミュレートするために大規模な古典状態ベクトルシミュレーションを使用する必要がある。
さらに、ノイズ量子コンピュータのエミュレーションによる相互作用ボソンのシミュレートにより、シミュレートされたシステムの物理的特性に対する量子ハードウェアノイズの影響を研究することができた。
その結果, スケーリング則は, ノイズが観測可能度と強度, 回路深さ, 量子ビット数に対してどのように変化するかを制御することが示唆された。
さらに、雑音が非局在化位相と局所化位相に異なる影響を与えることを観察する。
ノイズがシミュレーションシステムの真の特性をどのように変化させるかを理解することは、ノイズの多い中間スケール量子デバイスを利用して汚れたボーソンをシミュレーションするために必要であり、凝縮物系全般にとって重要である。
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