論文の概要: Localized Virtual Purification

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.13500v1
• Date: Fri, 25 Aug 2023 17:19:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-28 13:01:07.763781
• Title: Localized Virtual Purification
• Title（参考訳）: 局所仮想浄化
• Authors: Hideaki Hakoshima, Suguru Endo, Kaoru Yamamoto, Yuichiro Matsuzaki, Nobuyuki Yoshioka
• Abstract要約: 不純物に基づく量子シミュレーション法は、環境からの冷却温度やノイズなどの実験における制限を緩和することができる。 この方法は、システムサイズと指数関数的にスケールする多数の測定値を持つ大域的絡み合い測定を必要とするという欠点がある。 そこで本稿では, 局所観測装置の近傍に絡み合った測定値を制限することで, これらの問題を克服できることを提案する。
• 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: Analog and digital quantum simulators can efficiently simulate quantum many-body systems that appear in natural phenomena. However, experimental limitations of near-term devices still make it challenging to perform the entire process of quantum simulation. The purification-based quantum simulation methods can alleviate the limitations in experiments such as the cooling temperature and noise from the environment, while this method has the drawback that it requires global entangled measurement with a prohibitively large number of measurements that scales exponentially with the system size. In this Letter, we propose that we can overcome these problems by restricting the entangled measurements to the vicinity of the local observables to be measured, when the locality of the system can be exploited. We provide theoretical guarantees that the global purification operation can be replaced with local operations under some conditions, in particular for the task of cooling and error mitigation. We furthermore give a numerical verification that the localized purification is valid even when conditions are not satisfied. Our method bridges the fundamental concept of locality with quantum simulators, and therefore expected to open a path to unexplored quantum many-body phenomena.
• Abstract（参考訳）: アナログおよびデジタル量子シミュレータは、自然現象に現れる量子多体系を効率的にシミュレートすることができる。 しかし、短期デバイスの実験的な限界は、量子シミュレーションのプロセス全体の実行を困難にしている。 浄化に基づく量子シミュレーション手法は, 冷却温度や環境騒音などの実験における限界を緩和できるが, 本手法では, システムサイズに指数関数的にスケールする非常に大きな測定値を持つ大域的絡み合い測定が必要であるという欠点がある。 本報告では,システムの局所性が悪用された場合に,測定対象の局所観測対象物近傍に絡み合った測定値を制限することで,これらの問題を克服できることを示す。 我々は,特に冷却と誤差緩和のタスクにおいて,グローバル浄化操作を局所操作に置き換えることができることを理論的に保証する。 さらに,条件が満たされていない場合でも,局所浄化が有効であることを示す数値検証を行う。 本手法は,量子シミュレータと局所性の基本的な概念を橋渡しし,未探索の量子多体現象への道を開くことを期待する。

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