論文の概要: Measurement-based quantum simulation of Abelian lattice gauge theories
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.10908v1
- Date: Wed, 19 Oct 2022 22:14:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-22 01:28:01.359743
- Title: Measurement-based quantum simulation of Abelian lattice gauge theories
- Title(参考訳): 測定に基づくアベリア格子ゲージ理論の量子シミュレーション
- Authors: Hiroki Sukeno and Takuya Okuda
- Abstract要約: 境界線上のゲージ理論に関する決定論的ハミルトニアン量子シミュレーションを導出した。
一般化されたクラスター状態は、一般化された大域対称性に関して対称性に保護された位相秩序を持つことを示す。
- 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: Numerical simulation of lattice gauge theories is an indispensable tool in
high energy physics, and their quantum simulation is expected to become a major
application of quantum computers in the future. In this work, for an Abelian
lattice gauge theory in $d$ spacetime dimensions, we define an entangled
resource state (generalized cluster state) that reflects the spacetime
structure of the gauge theory. We show that sequential single-qubit
measurements with the bases adapted according to the former measurement
outcomes induce a deterministic Hamiltonian quantum simulation of the gauge
theory on the boundary. Our construction includes the $(2+1)$-dimensional
Abelian lattice gauge theory simulated on three-dimensional cluster state as an
example, and generalizes to the simulation of Wegner's lattice models
$M_{(d,n)}$ that involve higher-form Abelian gauge fields. We demonstrate that
the generalized cluster state has a symmetry-protected topological order with
respect to generalized global symmetries that are related to the symmetries of
the simulated gauge theories on the boundary. Our procedure can be generalized
to the simulation of Kitaev's Majorana chain on a fermionic resource state. We
also study the imaginary-time quantum simulation with two-qubit measurements
and post-selections, and a classical-quantum correspondence, where the
statistical partition function of the model $M_{(d,n)}$ is written as the
overlap between the product of two-qubit measurement bases and the wave
function of the generalized cluster state.
- Abstract(参考訳): 格子ゲージ理論の数値シミュレーションは高エネルギー物理学において欠かせないツールであり、その量子シミュレーションは将来量子コンピュータの主要な応用になると期待されている。
本研究では、d$時空次元のアーベル格子ゲージ理論に対して、ゲージ理論の時空構造を反映した絡み合った資源状態(一般化されたクラスター状態)を定義する。
その結果, 境界上のゲージ理論の決定論的ハミルトニアン量子シミュレーションが導かれることがわかった。
この構成は、3次元クラスター状態上でシミュレーションされた$(2+1)$-次元アーベル格子ゲージ理論を例に挙げ、ウェグナーの格子モデル $m_{(d,n)}$ のシミュレーションに一般化し、高形式アーベルゲージ場を含む。
一般化されたクラスター状態は、その境界上の模擬ゲージ理論の対称性に関連する一般化された大域対称性に対して対称性が保護された位相秩序を持つことを示す。
我々の手順は、フェルミオン性資源状態上の北エフのマヨラナ鎖のシミュレーションに一般化することができる。
また, 2-qubit 測定およびポストセレクションによる仮想時間量子シミュレーションと, モデル $M_{(d,n)}$ の統計的分割関数を, 2-qubit 測定基底の積と一般化クラスタ状態の波動関数の重なりとして記述する古典量子対応について検討した。
関連論文リスト
- Anomaly inflow, dualities, and quantum simulation of abelian lattice
gauge theories induced by measurements [0.0]
バルク内のSPT状態と境界上の模擬ゲージ理論の分解相の間の異常流入機構を示す。
物質場を持つ格子ゲージ理論の測定に基づく量子シミュレーションのための資源状態と測定パターンを構築する。
我々は,高次大域対称性に対応する欠陥を挿入した分割関数間の正確な双対性を導出する。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-02-13T19:00:04Z) - Gaussian Entanglement Measure: Applications to Multipartite Entanglement
of Graph States and Bosonic Field Theory [50.24983453990065]
フービニ・スタディ計量に基づく絡み合い尺度は、Cocchiarellaと同僚によって最近導入された。
本稿では,多モードガウス状態に対する幾何絡み合いの一般化であるガウスエンタングルメント尺度(GEM)を提案する。
自由度の高い系に対する計算可能な多部絡み合わせ測度を提供することにより、自由なボゾン場理論の洞察を得るために、我々の定義が利用できることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-01-31T15:50:50Z) - A new basis for Hamiltonian SU(2) simulations [0.0]
最大木ゲージにおけるSU(2)格子ゲージ理論のシミュレーションに適した新しい基礎を開発する。
磁気的および電気的ゲージ固定されたハミルトニアンの固有値が大半が保存されるように、ハミルトニアントランケーションを実行する方法を示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-07-21T18:03:26Z) - Normalizing flows for lattice gauge theory in arbitrary space-time
dimension [135.04925500053622]
格子ゲージ理論における場配置のサンプリングへの正規化フローの応用は、これまで2つの時空次元においてほぼ独占的に検討されてきた。
我々は、スケーラブルで正確なフローベースサンプリングアルゴリズムの鍵となる、トラクタブルで偏りのないジャコビアン行列式によるマスク付き自己回帰について論じる。
具体的には、4つの時空次元におけるSU(3)ゲージ理論への原理的応用の結果が報告される。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-05-03T19:54:04Z) - General quantum algorithms for Hamiltonian simulation with applications
to a non-Abelian lattice gauge theory [44.99833362998488]
複数の量子数の相関変化からなる相互作用のクラスを効率的にシミュレートできる量子アルゴリズムを導入する。
格子ゲージ理論は、1+1次元のSU(2)ゲージ理論であり、1つのスタッガードフェルミオンに結合する。
これらのアルゴリズムは、アベリアおよび非アベリアゲージ理論と同様に高次元理論にも適用可能であることが示されている。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-12-28T18:56:25Z) - Electric-magnetic duality and $\mathbb{Z}_2$ symmetry enriched Abelian lattice gauge theory [2.206623168926072]
キータエフの量子二重モデル(英: Kitaev's quantum double model)は、Dijkgraaf-Witten位相量子論(TQFT)の格子ゲージ理論的実現である。
位相的に保護された基底状態空間は、トポロジカル量子計算とトポロジカル量子メモリに広く応用されている。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-01-28T14:13:38Z) - Boundary theories of critical matchgate tensor networks [59.433172590351234]
AdS/CFT対応の重要な側面は、双曲格子上のテンソルネットワークモデルの観点から捉えることができる。
マッチゲート制約を満たすテンソルに対しては、これらは以前、乱れた境界状態を生成することが示されている。
これらのハミルトニアンは、解析的な玩具モデルによって捉えられたマルチスケールの準周期対称性を示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-10-06T18:00:03Z) - Quantum simulation of gauge theory via orbifold lattice [47.28069960496992]
普遍量子コンピュータ上で$textU(k)$ Yang-Mills理論をシミュレートするための新しいフレームワークを提案する。
本稿では,ヤン・ミルズ理論の静的特性と実時間ダイナミクスの計算への応用について論じる。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-11-12T18:49:11Z) - Cold Atom Quantum Simulator for String and Hadron Dynamics in
Non-Abelian Lattice Gauge Theory [0.0]
スキームは、2状態の超低温フェルミオン系を1次元二部格子で実現することを要求している。
SU(2)格子ゲージ理論の新規ループ弦ハドロン形式に基づくこのシミュレーション手法は完全にSU(2)不変である。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-09-29T12:39:14Z) - State preparation and measurement in a quantum simulation of the O(3)
sigma model [65.01359242860215]
我々は,非線型O(3)シグマモデルの固定点が,格子サイトあたり2キュービットしか持たないスピンモデルの量子相転移付近で再現可能であることを示す。
本稿では,弱い結合状態と量子臨界状態の両方において,断熱的基底状態の準備が複雑になる結果を得るためにトロッター法を適用した。
非単位ランダム化シミュレーション法に基づく量子アルゴリズムの提案と解析を行う。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-06-28T23:44:12Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。