論文の概要: First-Order Phase Transition of the Schwinger Model with a Quantum Computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.12831v3
- Date: Thu, 25 Apr 2024 08:16:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-26 23:08:00.959545
- Title: First-Order Phase Transition of the Schwinger Model with a Quantum Computer
- Title（参考訳）: 量子コンピュータを用いたシュウィンガーモデルの1次相転移
- Authors: Takis Angelides, Pranay Naredi, Arianna Crippa, Karl Jansen, Stefan Kühn, Ivano Tavernelli, Derek S. Wang,
- Abstract要約: 格子シュウィンガーモデルにおける一階位相遷移を位相的$theta$-termの存在下で検討する。
本研究では, モデルの位相構造を明らかにする観測可能な電場密度と粒子数が, 量子ハードウェアから確実に得られることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: We explore the first-order phase transition in the lattice Schwinger model in the presence of a topological $\theta$-term by means of the variational quantum eigensolver (VQE). Using two different fermion discretizations, Wilson and staggered fermions, we develop parametric ansatz circuits suitable for both discretizations, and compare their performance by simulating classically an ideal VQE optimization in the absence of noise. The states obtained by the classical simulation are then prepared on the IBM's superconducting quantum hardware. Applying state-of-the art error-mitigation methods, we show that the electric field density and particle number, observables which reveal the phase structure of the model, can be reliably obtained from the quantum hardware. To investigate the minimum system sizes required for a continuum extrapolation, we study the continuum limit using matrix product states, and compare our results to continuum mass perturbation theory. We demonstrate that taking the additive mass renormalization into account is vital for enhancing the precision that can be obtained with smaller system sizes. Furthermore, for the observables we investigate we observe universality, and both fermion discretizations produce the same continuum limit.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,変分量子固有解法 (VQE) を用いてトポロジカル$\theta$-termの存在下での格子シュウィンガーモデルの1次位相遷移について検討する。
Wilson と Stagered fermion の2つの異なるフェミオン離散化を用いて、両離散化に適したパラメトリックアンサッツ回路を開発し、ノイズがない場合に理想的なVQE最適化を古典的にシミュレートしてそれらの性能を比較する。
古典的なシミュレーションによって得られた状態は、IBMの超伝導量子ハードウェア上で準備される。
本研究では, 電場密度と粒子数, モデルの位相構造を明らかにする観測可能な観測値が, 量子ハードウェアから確実に得られることを示す。
連続体外挿に必要なシステムサイズを最小化するために,行列積状態を用いた連続体限界について検討し,その結果を連続体摂動理論と比較した。
付加的な質量再正規化を考慮に入れることは、より小さなシステムサイズで得られる精度を高めるのに不可欠である。
さらに、観測可能量について、普遍性を観測し、両方のフェルミオンの離散化は同じ連続極限を生成する。
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