論文の概要: Localized Virtual Purification

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.13500v3
• Date: Thu, 27 Jun 2024 09:41:22 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-28 20:26:08.419968
• Title: Localized Virtual Purification
• Title（参考訳）: ローカライズされた仮想浄化
• 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制限は、量子シミュレーション全体の実行を困難にしている。 浄化法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騒音などの実験の限界を緩和することができるが, この手法では, システムサイズに指数関数的にスケールする, 非常に多くの測定値で大域的絡み合いの測定を必要とするという欠点がある。 本稿では,その局所性を利用して測定対象の局所観測値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示す。 我々は,グローバルな浄化作業が,いくつかの条件下での局所的な操作に置き換えられること,特に冷却とエラー軽減の課題について理論的に保証する。 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。 提案手法は,量子シミュレータによる局所性の基本概念を橋渡しし,探索されていない量子多体現象への道を開くことを期待する。

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