論文の概要: Optimal realization of Yang-Baxter gate on quantum computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.16781v2
- Date: Tue, 12 Dec 2023 14:31:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-13 20:08:35.845329
- Title: Optimal realization of Yang-Baxter gate on quantum computers
- Title（参考訳）: 量子コンピュータにおけるYang-Baxterゲートの最適実現
- Authors: Kun Zhang, Kwangmin Yu, Kun Hao, Vladimir Korepin
- Abstract要約: 量子コンピュータ上でのYang-Baxterゲートの最適実現法を知ることは不可欠である。
我々は,IBM量子コンピュータのパルス制御により,ヤンバクスターゲートを系統的に実現する方法を示す。
ヤンバクスターゲートのパルス実現は、最適CNOTや$R_zz$の実現と比較して常に高いゲート忠実度を持つ。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.7914856313782455
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum computers provide a promising method to study the dynamics of
many-body systems beyond classical simulation. Integrable systems lay the
theoretical foundation for our understanding on the dynamics of the many-body
system. Quantum simulation of the integrable system not only provides a valid
benchmark for quantum computers but is also the first step in studying
integrable-breaking systems. The building block for the simulation of an
integrable system is the Yang-Baxter gate. It is vital to know how to optimally
realize the Yang-Baxter gates on quantum computers. Based on the geometric
picture of the Yang-Baxter gates, we present the optimal realizations of two
types of Yang-Baxter gates with a minimal number of CNOT or $R_{zz}$ gates. We
also show how to systematically realize the Yang-Baxter gates via the pulse
control on IBM quantum computers. We test and compare the different
realizations on IBM quantum computers. We find that the pulse realizations of
the Yang-Baxter gates always have a higher gate fidelity compared to the
optimal CNOT or $R_{zz}$ realizations. On the basis of the above optimal
realizations, we demonstrate the simulation of the Yang-Baxter equation on
quantum computers. Our results provide a guideline and standard for further
experimental studies based on the Yang-Baxter gate.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、古典的シミュレーションを超えて多体系のダイナミクスを研究する有望な方法を提供する。
可積分系は多体系の力学を理解するための理論的基礎を成している。
可積分系の量子シミュレーションは、量子コンピュータの有効なベンチマークを提供するだけでなく、可積分系を研究するための最初のステップでもある。
可積分系のシミュレーションのためのビルディングブロックはyang-baxterゲートである。
量子コンピュータ上でのYang-Baxterゲートの最適実現法を知ることは不可欠である。
yang-baxterゲートの幾何学的図に基づいて、最小数のcnotまたは$r_{zz}$ゲートを持つ2種類のyang-baxterゲートの最適実現を示す。
また,IBM量子コンピュータのパルス制御により,Yang-Baxterゲートを体系的に実現する方法を示す。
我々は、IBM量子コンピュータ上で異なる実現法をテストし比較する。
yang-baxterゲートのパルス実現は、最適なcnotや$r_{zz}$実現よりも常に高いゲート忠実度を持つことがわかった。
上記の最適実現に基づいて,量子コンピュータ上でのyang-baxter方程式のシミュレーションを実証する。
この結果は,ヤンバクスターゲートに基づくさらなる実験研究のガイドラインと標準を提供する。
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