論文の概要: Ising Meson Spectroscopy on a Noisy Digital Quantum Simulator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.03311v2
- Date: Fri, 31 Mar 2023 14:39:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-03 20:25:35.235397
- Title: Ising Meson Spectroscopy on a Noisy Digital Quantum Simulator
- Title（参考訳）: ノイズ型ディジタル量子シミュレータにおける ising meson spectroscopy
- Authors: Christopher Lamb, Yicheng Tang, Robert Davis and Ananda Roy
- Abstract要約: 本稿では,既存の雑音量子マシンを用いて1+1DQFTのエネルギースペクトルを解析できることを示す。
1+1D量子イジングモデルのエネルギースペクトルを計算するため,IBMのibmq_mumbai量子シミュレータ上でクエンチ実験を行った。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum simulation has the potential to be an indispensable technique for the
investigation of non-perturbative phenomena in strongly-interacting quantum
field theories (QFTs). In the modern quantum era, with Noisy Intermediate Scale
Quantum~(NISQ) simulators widely available and larger-scale quantum machines on
the horizon, it is natural to ask: what non-perturbative QFT problems can be
solved with the existing quantum hardware? We show that existing noisy quantum
machines can be used to analyze the energy spectrum of a large family of
strongly-interacting 1+1D QFTs. The latter exhibit a wide-range of
non-perturbative effects like `quark confinement' and `false vacuum decay'
which are typically associated with higher-dimensional QFTs of elementary
particles. We perform quench experiments on IBM's ibmq_mumbai quantum simulator
to compute the energy spectrum of 1+1D quantum Ising model with a longitudinal
field. The latter model is particularly interesting due to the formation of
mesonic bound states arising from a confining potential for the Ising
domain-walls, reminiscent of t'Hooft's model of two-dimensional quantum
chromodynamics. Our results demonstrate that digital quantum simulation in the
NISQ era has the potential to be a viable alternative to numerical techniques
such as density matrix renormalization group or the truncated conformal space
methods for analyzing QFTs.
- Abstract（参考訳）: 量子シミュレーションは、強相互作用量子場理論(QFT)における非摂動現象の研究に必須の手法である可能性がある。
現代の量子時代には、ノイズの中間スケール量子〜(NISQ)シミュレータが広く利用可能であり、地平線上により大きな量子マシンがあるため、どのような非摂動QFT問題は既存の量子ハードウェアで解決できるのか?
既存の雑音量子マシンは、強い相互作用を持つ1+1D QFTの大きいファミリーのエネルギースペクトルを分析するのに利用できることを示す。
後者は、通常、素粒子の高次元QFTと関連する「クォーク閉じ込め」や「偽真空崩壊」のような幅広い非摂動効果を示す。
ibmのibmq_mumbai量子シミュレータでクエンチ実験を行い、1+1次元量子イジングモデルのエネルギースペクトルを長手場で計算した。
後者のモデルが特に興味深いのは、2次元量子色力学のt'Hooftモデルに類似したイジング領域壁の凝縮ポテンシャルから生じるメソニック境界状態の形成である。
その結果,nisq時代のディジタル量子シミュレーションは,密度行列再正規化群やqft解析のための切断共形空間法といった数値手法の代替となる可能性が示唆された。
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