論文の概要: Variational quantum simulation of critical Ising model with symmetry averaging

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.15053v2
• Date: Sat, 29 Apr 2023 00:48:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-02 19:21:02.884676
• Title: Variational quantum simulation of critical Ising model with symmetry averaging
• Title（参考訳）: 対称性平均化を伴う臨界イジングモデルの変分量子シミュレーション
• Authors: Troy J. Sewell, Ning Bao, Stephen P. Jordan
• Abstract要約: 本研究では, ギャップレスシステムの基底状態に対する可変アンサッツとして, 深層マルチスケールエンタングルメント再正規化回路の利用について検討する。 DMERAは標準的なQAOAスタイルのアンサッツを強く上回り、DMERAを用いて近似した相関関数の体系的誤差の主な原因は、逆場イジングモデルの変換対称性とクラマース・ワニエ対称性の破れである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2578242050187029
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Here, we investigate the use of deep multi-scale entanglement renormalization (DMERA) circuits as a variational ansatz for ground states of gapless systems. We use the exactly-solvable one-dimensional critical transverse-field Ising model as a testbed. Numerically exact simulation of the ansatz can in this case be carried out to hundreds of qubits by exploiting efficient classical algorithms for simulating matchgate circuits. We find that, for this system, DMERA strongly outperforms a standard QAOA-style ansatz, and that a major source of systematic error in correlation functions approximated using DMERA is the breaking of the translational and Kramers-Wannier symmetries of the transverse-field Ising model. We are able to reduce this error by up to four orders of magnitude by symmetry averaging, without incurring additional cost in qubits or circuit depth. We propose that this technique for mitigating systematic error could be applied to NISQ simulations of physical systems with other symmetries.
• Abstract（参考訳）: 本稿では, ギャップレスシステムの基底状態に対する可変アンサッツとして, DMERA(Deep Multi-scale entanglement Renormalization)回路を用いることを検討した。 正解可能な一次元臨界横場イジングモデルをテストベッドとして用いる。 この場合、ansatzの数値的正確なシミュレーションは、効率的な古典アルゴリズムを利用してマッチゲート回路をシミュレートすることにより、数百キュービットに実行することができる。 このシステムでは、DMERAは標準的なQAOAスタイルのアンサッツを強く上回り、DMERAを用いて近似した相関関数の体系的誤差の主な原因は、逆場イジングモデルの変換対称性とクラマース・ワニエ対称性の破れである。 この誤差を対称性平均化によって最大4桁削減できるが、量子ビットや回路の深さに余計なコストがかかることはない。 本手法は,他の対称性を持つ物理系のnisqシミュレーションに適用できることを示す。

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