論文の概要: Quantum simulation of dynamical phase transitions in noisy quantum devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.08318v1
• Date: Tue, 15 Nov 2022 17:22:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-19 12:28:39.012142
• Title: Quantum simulation of dynamical phase transitions in noisy quantum devices
• Title（参考訳）: 雑音量子デバイスにおける動的相転移の量子シミュレーション
• Authors: Younes Javanmard, Ugne Liaubaite, Tobias J. Osborne, Luis Santos
• Abstract要約: ゼロノイズ外挿は、ノイズの多い量子デバイスに特に有用な誤差緩和法を提供する。 雑音は動的相転移時のロシミットエコーの挙動を変化させる。 ゼロノイズ外挿は、ロシミットエコーの量子回復を回復するために用いられる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Zero-noise extrapolation provides an especially useful error mitigation method for noisy intermediate-scale quantum devices. Our analysis, based on matrix product density operators, of the transverse-field Ising model with depolarizing noise, reveals both advantages and inherent problems associated with zero-noise extrapolation when simulating non-equilibrium many-body dynamics. On the one hand, interestingly, noise alters systematically the behavior of the Loschmidt echo at the dynamical phase transition times, doubling the number of non-analytic points, and hence inducing an error that, inherently, cannot be mitigated. On the other, zero-noise extrapolation may be employed to recover quantum revivals of the Loschmidt echo, which would be completely missed in the absence of mitigation, and to retrieve faithfully noise-free inter-site correlations. Our results, which are in good agreement with those obtained using quantum simulators, reveal the potential of matrix product density operators for the investigation of the performance of quantum devices with a large number of qubits and deep noisy quantum circuits.
• Abstract（参考訳）: ゼロノイズ外挿は、ノイズの多い中間スケール量子デバイスに対して特に有用な誤差緩和法を提供する。 行列積密度演算子に基づく解析により,非平衡多体力学のシミュレーションにおいて,非負極外挿法に係わる利点と本質的な問題の両方を明らかにする。 一方、興味深いことに、ノイズは動的位相遷移時間におけるロスシュミットエコーの挙動を体系的に変化させ、非解析点の数を倍増させ、本質的に緩和できない誤差を誘発する。 一方、ゼロノイズ外挿(zero-noise extrapolation)は、ロスシュミットエコーの量子復調を回復するために用いられ、緩和がなければ完全に欠落し、忠実にノイズのないサイト間相関を取り出す。 本研究の結果は, 量子シミュレータを用いて得られたものとよく一致し, 多数の量子ビットと深い雑音量子回路を持つ量子デバイスの性能を調べるために, 行列積密度演算子のポテンシャルを明らかにした。

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