論文の概要: Noise-aware variational eigensolvers: a dissipative route for lattice
gauge theories
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.03618v2
- Date: Wed, 21 Feb 2024 13:53:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-22 20:55:37.849894
- 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: Jes\'us Cobos, David F. Locher, Alejandro Bermudez, Markus M\"uller,
Enrique Rico
- Abstract要約: 量子シミュレータにおける$mathbbZ$格子ゲージ理論(LGT)の基底状態構築のための新しい変分アンザッツを提案する。
非常にわずかな変動パラメータで、アンザッツは$mathbbZ$ LGTの閉じ込められた位相と分解された位相の両方のエネルギーの精度を$>!
- 参考スコア(独自算出の注目度): 41.94295877935867
- 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. It combines
dissipative and unitary operations in a completely deterministic scheme with a
circuit depth that does not scale with the size of the considered lattice. We
find that, with very few variational parameters, the ansatz can achieve
$>\!99\%$ precision in energy in both the confined and deconfined phase of the
$\mathbb{Z}_2$ LGT. We benchmark our proposal against the unitary Hamiltonian
variational ansatz and find a clear advantage of our scheme, especially when
focusing on the nature of the confinement-deconfinement transition of the
$\mathbb{Z}_2$ LGT. After performing a finite-size scaling analysis, we show
that our dissipative variational ansatz can predict critical exponents with
reasonable accuracies even for reduced qubit numbers and circuit depths.
Furthermore, we investigate the performance of this variational eigensolver
subject to circuit-level noise, determining variational error thresholds that
fix the error rate $p_{\ell}$ below which $p<p_{\ell}$ it would be beneficial
to increase the number of layers $\ell\mapsto \ell'> \ell$. In light of these
quantities and for typical gate errors $p$ in current 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深さとを組み合わせる。
変動パラメータが極めて少ないので、ansatzは$>\!
99 %$ エネルギーの精度は、$\mathbb{Z}_2$ LGT の閉じ込められた相と切り離された相の両方にある。
特に$\mathbb{Z}_2$ LGT の閉包分割遷移の性質に焦点をあてる場合、一元的ハミルトン変分 ansatz に対して我々の提案をベンチマークし、我々のスキームの明確な利点を見出す。
有限サイズのスケール解析を行った結果, 量子ビット数や回路深度が減少しても, 精度の高い臨界指数を推定できることがわかった。
さらに,回路レベルの雑音を受ける変分固有解器の性能について検討し,誤差率$p_{\ell}$以下を固定する変分誤差しきい値を決定することにより,層数$\ell\mapsto \ell'> \ell$を増大させることが有用であることを示す。
これらの量と、現在の量子プロセッサでは典型的なゲートエラー$p$に対して、近い将来のデバイスで$\mathbb{Z}_2$ LGTを探索する計画の展望を詳細に評価する。
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