論文の概要: Noise-aware variational eigensolvers: a dissipative route for lattice
gauge theories
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.03618v1
- Date: Mon, 7 Aug 2023 14:23:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-08 13:12:54.677148
- Title: Noise-aware variational eigensolvers: a dissipative route for lattice
gauge theories
- Title（参考訳）: 雑音対応変分固有解法:格子ゲージ理論の散逸経路
- Authors: J. Cobos, D. F. Locher, A. Bermudez, M. M\"uller, E. Rico
- Abstract要約: 量子シミュレータ(QS)における$mathbbZ$格子ゲージ理論(LGT)の基底状態に対する新しい変分アンサッツを提案する。
これは、完全に決定論的スキームにおける散逸的かつユニタリな操作と、考慮された格子の大きさとスケールしない回路の複雑さを組み合わせたものである。
HVAの能力を超越した精度を持つ指数を予測できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose a novel variational ansatz for the ground state preparation of the
$\mathbb{Z}_2$ lattice gauge theory (LGT) in quantum simulators (QSs). It
combines dissipative and unitary operations in a completely deterministic
scheme with a circuit complexity that does not scale with the size of the
considered lattice. We find that, with very few variational parameters, the
ansatz is able to achieve $>\!99\%$ fidelity with the true ground state in both
the confined and deconfined phase of the $\mathbb{Z}_2$ LGT. We benchmark our
proposal against the unitary Hamiltonian variational ansatz (HVA), and find a
clear advantage of our scheme, especially for few variational parameters as
well as for large system sizes. After performing a finite-size scaling
analysis, we show that our dissipative variational ansatz is able to predict
critical exponents with accuracies that surpass the capabilities of the HVA.
Furthermore, we investigate the ground-state preparation algorithm in the
presence of circuit-level noise and determine variational error thresholds,
which determine error rates $p_{L}$, below which it would be beneficial to
increase the number of layers $L \mapsto L+1$. Comparing those values to
quantum gate errors $p$ of state-of-the-art quantum processors, we provide a
detailed assessment of the prospects of our scheme to explore the
$\mathbb{Z}_2$ LGT on near-term devices.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,量子シミュレータ (qss) における $\mathbb{z}_2$ 格子ゲージ理論 (lgt) の基底状態合成のための新しい変分アンサッツを提案する。
これは、完全に決定論的なスキームで散逸演算とユニタリ演算と、考慮された格子のサイズにスケールしない回路複雑性とを組み合わせる。
変動パラメータが非常に少ないので、ansatzが$>\!を実現できることが分かりました。
\mathbb{z}_2$ lgt の閉じた状態と解凍状態の両方において、真の基底状態との忠実性は 99\%$ である。
我々は、ハミルトン変分アンサッツ(HVA)に対して提案提案をベンチマークし、特に変分パラメータの少ない場合やシステムサイズが大きい場合において、我々のスキームの明確な利点を見出した。
有限サイズのスケーリング分析を行った結果、我々の散逸変動型アンサッツは、hvaの能力を超える精度で臨界指数を予測できることを示した。
さらに,回路レベルのノイズが存在する場合の基底状態生成アルゴリズムを調査し,誤差率$p_{L}$を決定する変動誤差しきい値を決定する。
これらの値を量子ゲートエラーと比較して、最先端量子プロセッサの$p$を比較し、短期デバイス上で$\mathbb{z}_2$ lgtを探索する計画の展望を詳細に評価する。
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