論文の概要: Measuring the Loschmidt amplitude for finite-energy properties of the
Fermi-Hubbard model on an ion-trap quantum computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.10552v2
- Date: Fri, 22 Sep 2023 17:23:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-25 17:34:07.178323
- Title: Measuring the Loschmidt amplitude for finite-energy properties of the
Fermi-Hubbard model on an ion-trap quantum computer
- Title（参考訳）: イオントラップ量子コンピュータにおけるFermi-Hubbardモデルの有限エネルギー特性に対するLoschmidt振幅の測定
- Authors: K\'evin H\'emery, Khaldoon Ghanem, Eleanor Crane, Sara L. Campbell,
Joan M. Dreiling, Caroline Figgatt, Cameron Foltz, John P. Gaebler, Jacob
Johansen, Michael Mills, Steven A. Moses, Juan M. Pino, Anthony Ransford,
Mary Rowe, Peter Siegfried, Russell P. Stutz, Henrik Dreyer, Alexander
Schuckert, Ramil Nigmatullin
- Abstract要約: 本稿では,現在の量子コンピュータ上での量子古典的時系列アルゴリズムの動作について検討する。
具体的には,Fermi-Hubbardモデルに対するLoschmidt振幅をQuantinuum H2-1トラップイオンデバイス上の16$site ladder geometry(32軌道)で測定する。
有限エネルギーにおける局所観測可能量の期待値を測定することにより、量子古典アルゴリズムの完全動作に対する雑音の影響を数値解析する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 27.84599956781646
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Calculating the equilibrium properties of condensed matter systems is one of
the promising applications of near-term quantum computing. Recently, hybrid
quantum-classical time-series algorithms have been proposed to efficiently
extract these properties from a measurement of the Loschmidt amplitude $\langle
\psi| e^{-i \hat H t}|\psi \rangle$ from initial states $|\psi\rangle$ and a
time evolution under the Hamiltonian $\hat H$ up to short times $t$. In this
work, we study the operation of this algorithm on a present-day quantum
computer. Specifically, we measure the Loschmidt amplitude for the
Fermi-Hubbard model on a $16$-site ladder geometry (32 orbitals) on the
Quantinuum H2-1 trapped-ion device. We assess the effect of noise on the
Loschmidt amplitude and implement algorithm-specific error mitigation
techniques. By using a thus-motivated error model, we numerically analyze the
influence of noise on the full operation of the quantum-classical algorithm by
measuring expectation values of local observables at finite energies. Finally,
we estimate the resources needed for scaling up the algorithm.
- Abstract（参考訳）: 凝縮物質系の平衡特性を計算することは、短期量子コンピューティングの有望な応用の1つである。
近年、ハイブリッド量子古典時系列アルゴリズムは、初期状態 $|\psi\rangle$ からLoschmidt振幅 $\langle \psi| e^{-i \hat H t}|\psi \rangle$ を測り、ハミルトンの$\hat H$ の時間発展から、これらの特性を効率的に抽出するために提案されている。
本研究では,現在の量子コンピュータ上でのこのアルゴリズムの動作について検討する。
具体的には,Fermi-Hubbardモデルに対するLoschmidt振幅をQuantinuum H2-1トラップイオンデバイス上の16$site ladder geometry(32軌道)で測定する。
雑音がLoschmidt振幅に与える影響を評価し,アルゴリズム固有の誤差軽減手法を実装した。
このように動機付けられた誤差モデルを用いて、有限エネルギーでの局所観測可能量の期待値を測定することにより、量子古典アルゴリズムの完全動作に対する雑音の影響を数値解析する。
最後に,アルゴリズムのスケールアップに必要なリソースを推定する。
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