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論文の概要: Reducing the qubit requirement of Jordan-Wigner encodings of $N$-mode, $K$-fermion systems from $N$ to $\lceil \log_2 {N \choose K} \rceil$

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.04501v3
Date: Thu, 10 Aug 2023 17:08:54 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2023-08-11 16:35:42.376052
Title: Reducing the qubit requirement of Jordan-Wigner encodings of $N$-mode, $K$-fermion systems from $N$ to $\lceil \log_2 {N \choose K} \rceil$
Title（参考訳）: N$-mode,$K$-fermion系のジョルダン・ウィグナーエンコーディングのqubit要求を$N$から$\lceil \log_2 {N \choose K} \rceil$へ還元する
Authors: Brent Harrison, Dylan Nelson, Daniel Adamiak and James Whitfield
Abstract要約: 我々は、$K$フェルミオンと$N$モードの粒子数保存システムに対して、量子ビット要求を最小理論に減らすことができることを示した。これにより、量子ビット数に制限のある短期量子コンピュータ上での分子と多体系のシミュレーションの実現可能性が改善される。
参考スコア（独自算出の注目度）: 2.359557447960552
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: To simulate a fermionic system on a quantum computer, it is necessary to encode the state of the fermions onto qubits. Fermion-to-qubit mappings such as the Jordan-Wigner and Bravyi-Kitaev transformations do this using $N$ qubits to represent systems of $N$ fermionic modes. In this work, we demonstrate that for particle number conserving systems of $K$ fermions and $N$ modes, the qubit requirement can be reduced to the information theoretic minimum of $\lceil \log_2 {N \choose K} \rceil$. This will improve the feasibility of simulation of molecules and many-body systems on near-term quantum computers with limited qubit number.
Abstract（参考訳）: 量子コンピュータ上でフェルミオン系をシミュレートするには、フェルミオンの状態を量子ビットにエンコードする必要がある。 Jordan-Wigner や Bravyi-Kitaev 変換のようなフェルミオン対量子ビット写像は、$N$ qubits を使って、$N$フェルミオンモードの系を表現する。本研究では、$K$フェルミオンと$N$モードの粒子数保存システムに対して、qubit要求を$\lceil \log_2 {N \choose K} \rceil$の情報理論最小値に還元できることを示した。これにより、キュービット数に制限のある短期量子コンピュータ上での分子や多体系のシミュレーションの実現性が向上する。

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