論文の概要: Learning fermionic correlations by evolving with random translationally invariant Hamiltonians

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.12933v1
• Date: Fri, 22 Sep 2023 15:31:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-25 14:12:00.178935
• Title: Learning fermionic correlations by evolving with random translationally invariant Hamiltonians
• Title（参考訳）: ランダムな翻訳不変ハミルトニアンの進化によるフェルミオン相関の学習
• Authors: Janek Denzler, Antonio Anna Mele, Ellen Derbyshire, Tommaso Guaita, and Jens Eisert
• Abstract要約: フェルミオン量子デバイスの測定方法を提案する。 我々は、どの相関関数を回収できるかを正確に評価し、サンプルの複素量に厳密な境界を持つ推定値を求める。 概念レベルでは、この研究は古典的な影の概念を大規模アナログ量子シミュレータの領域にもたらす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2796197251957244
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Schemes of classical shadows have been developed to facilitate the read-out of digital quantum devices, but similar tools for analog quantum simulators are scarce and experimentally impractical. In this work, we provide a measurement scheme for fermionic quantum devices that estimates second and fourth order correlation functions by means of free fermionic, translationally invariant evolutions - or quenches - and measurements in the mode occupation number basis. We precisely characterize what correlation functions can be recovered and equip the estimates with rigorous bounds on sample complexities, a particularly important feature in light of the difficulty of getting good statistics in reasonable experimental platforms, with measurements being slow. Finally, we demonstrate how our procedure can be approximately implemented with just nearest-neighbour, translationally invariant hopping quenches, a very plausible procedure under current experimental requirements, and requiring only random time-evolution with respect to a single native Hamiltonian. On a conceptual level, this work brings the idea of classical shadows to the realm of large scale analog quantum simulators.
• Abstract（参考訳）: デジタル量子デバイスの読み出しを容易にするために古典的な影のスキームが開発されているが、アナログ量子シミュレータのための同様のツールは希少で実験的に実用的ではない。 本研究では,2次および4次相関関数を,自由フェルミオン,翻訳的不変な進化 – あるいはクエンチ – を用いて推定し,モード占有数に基づいて測定するフェルミオン量子デバイスの測定手法を提案する。 相関関数を正確に評価し,厳密な境界を標本の複雑度に当てはめるとともに,測定が遅い合理的な実験プラットフォームにおいて,適切な統計値を得るのが困難であることから,特に重要な特徴である。 最後に,本手法を最も近い範囲で,翻訳的に不変なホッピングクエンチを用いて近似的に実装し,現在の実験条件下では極めて妥当な手順であることを示すとともに,単一固有ハミルトニアンに対してランダムな時間変化のみを要求できることを示す。 概念的なレベルでは、この研究は古典影の概念を大規模アナログ量子シミュレータの領域にもたらしている。

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