論文の概要: Probing critical states of matter on a digital quantum computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.01650v2
• Date: Wed, 3 May 2023 17:42:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-04 11:14:41.335577
• Title: Probing critical states of matter on a digital quantum computer
• Title（参考訳）: デジタル量子コンピュータにおける物質臨界状態の探索
• Authors: Reza Haghshenas, Eli Chertkov, Matthew DeCross, Thomas M. Gatterman, Justin A. Gerber, Kevin Gilmore, Dan Gresh, Nathan Hewitt, Chandler V. Horst, Mitchell Matheny, Tanner Mengle, Brian Neyenhuis, David Hayes, Michael Foss-Feig
• Abstract要約: そこでは, 拡散長スケール上の量子相関により, スケーリング法則が完全に出現するゼロ温度相転移について述べる。 この結果から,古典的手法の限界を超える量子支援テンソルネットワーク収縮への有効な経路が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Although quantum mechanics underpins the microscopic behavior of all materials, its effects are often obscured at the macroscopic level by thermal fluctuations. A notable exception is a zero-temperature phase transition, where scaling laws emerge entirely due to quantum correlations over a diverging length scale. The accurate description of such transitions is challenging for classical simulation methods of quantum systems, and is a natural application space for quantum simulation. These quantum simulations are, however, not without their own challenges \textemdash~representing quantum critical states on a quantum computer requires encoding entanglement of a large number of degrees of freedom, placing strict demands on the coherence and fidelity of the computer's operations. Using Quantinuum's H1-1 quantum computer, we address these challenges by employing hierarchical quantum tensor-network techniques, creating the ground state of the critical transverse-field Ising chain on 128-sites with sufficient fidelity to extract accurate critical properties of the model. Our results suggest a viable path to quantum-assisted tensor network contraction beyond the limits of classical methods.
• Abstract（参考訳）: 量子力学は全ての材料の微視的挙動を基礎としているが、その効果はしばしば熱揺らぎによってマクロなレベルで隠されている。 特筆すべき例外はゼロ温度の相転移であり、ここではスケーリング法則は発散する長さスケールの量子相関によって完全に現れる。 このような遷移の正確な記述は古典的な量子系のシミュレーション法では困難であり、量子シミュレーションの自然な応用分野である。 しかし、これらの量子シミュレーションは、自身の課題である‘textemdash〜representing quantum critical state on a quantum computer requires enanglement of a high degree of freedom, put strict demand on the coherence and fidelity of the computer's operations。 クァンティンヌムのh1-1量子コンピュータを用いて、階層的量子テンソルネットワーク技術を用いて、モデルの正確な臨界特性を抽出するのに十分な忠実度を持つ128箇所の臨界横場イジングチェーンの基底状態を作成することで、これらの課題に対処した。 本研究は,古典的手法の限界を超えた量子支援テンソルネットワークの縮小に有効な経路を示唆する。

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