論文の概要: Noise-aware variational eigensolvers: a dissipative route for lattice gauge theories
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.03618v3
- Date: Tue, 27 Aug 2024 12:02:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-28 20:18:41.081889
- 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: Jesús Cobos, David F. Locher, Alejandro Bermudez, Markus Müller, 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。
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深さを組み合わせている。
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）: 40.772310187078475
- 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 showing a reduction in the required number of variational layers to achieve a target precision. After performing a finite-size scaling analysis, we show that our dissipative variational ansatz can predict accurate critical exponents without requiring a number of layers that scale with the system size, which is the standard situation for unitary ans\"{a}tze. Furthermore, we investigate the performance of this variational eigensolver subject to circuit-level noise, determining variational error thresholds that fix the error rate below which it would be beneficial to increase the number of layers. 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）: 量子シミュレータにおける$\mathbb{Z}_2$格子ゲージ理論(LGT)の基底状態構築のための新しい変分アンザッツを提案する。
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深さを組み合わせている。
変分パラメータが極めて少ないため、アンサッツは$>\!
99 %$ 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。
本提案手法はハミルトン変分アンサッツに対して, 目標精度を達成するために必要な変分層数の削減を示すものである。
有限サイズのスケール解析を行った結果, 単元的アンセ「{a}tze」の標準的な状況であるシステムサイズにスケールする多数の層を必要とすることなく, 正確な臨界指数を推定できることが判明した。
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, 層数の増加に有効となる誤差率を補正する変分誤差閾値を決定する。
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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