論文の概要: Quantum advantage and stability to errors in analogue quantum simulators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.04924v2
• Date: Thu, 21 Dec 2023 07:14:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-22 19:32:37.644926
• Title: Quantum advantage and stability to errors in analogue quantum simulators
• Title（参考訳）: アナログ量子シミュレータにおける量子アドバンテージと誤差の安定性
• Authors: Rahul Trivedi, Adrian Franco Rubio, J. Ignacio Cirac
• Abstract要約: 我々は,多体系の物理的特性の計算に雑音型アナログ量子シミュレータを用いることを検討する。 ガウスフェルミオンモデルでは、長距離相関を持つ臨界モデルの安定性を示す。 この安定性が、多体モデルの熱力学限界を計算する問題に対して、量子的優位性をもたらすかを分析する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3683202928838613
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Several quantum hardware platforms, while being unable to perform fully fault-tolerant quantum computation, can still be operated as analogue quantum simulators for addressing many-body problems. However, due to the presence of errors, it is not clear to what extent those devices can provide us with an advantage with respect to classical computers. In this work we consider the use of noisy analogue quantum simulators for computing physically relevant properties of many-body systems both in equilibrium and undergoing dynamics. We first formulate a system-size independent notion of stability against extensive errors, which we prove for Gaussian fermion models, as well as for a restricted class of spin systems. Remarkably, for the Gaussian fermion models, our analysis shows the stability of critical models which have long-range correlations. Furthermore, we analyze how this stability may lead to a quantum advantage, for the problem of computing the thermodynamic limit of many-body models, in the presence of a constant error rate and without any explicit error correction.
• Abstract（参考訳）: いくつかの量子ハードウェアプラットフォームは完全なフォールトトレラント量子計算を実行できないが、多体問題に対処するためのアナログ量子シミュレータとして動作する。 しかし、エラーがあるため、これらのデバイスが従来のコンピュータに対してどの程度の利点を提供できるかは明らかではない。 本研究では,多体系の物理特性を平衡と動作力学の両方で計算するために,雑音型アナログ量子シミュレータの利用を検討する。 まず,広範な誤差に対する安定性のシステムサイズ独立な概念を定式化し,ガウスフェルミオンモデルおよび制限されたスピン系のクラスについて証明した。 驚くべきことに、ガウスフェルミオンモデルでは、長距離相関を持つ臨界モデルの安定性を示す。 さらに,この安定性が多体モデルの熱力学的限界を計算する問題に対して,一定の誤差率と明示的な誤差補正を伴わずに,量子的な利点をもたらす可能性があることを解析した。

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