論文の概要: Spectral Gap Superposition States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.17668v1
- Date: Tue, 27 Feb 2024 16:42:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-28 15:25:31.536251
- Title: Spectral Gap Superposition States
- Title（参考訳）: スペクトルギャップ重畳状態
- Authors: Davide Cugini and Francesco Ghisoni and Angela Rosy Morgillo and
Francesco Scala
- Abstract要約: この研究は、量子系のスペクトルギャップを推定するための新しいNISQフレンドリーな手順を導入する。
断熱熱を利用して、スペクトルギャップ重畳状態を作成することができる。
本手法は, 1次元および2次元イジングモデルにおいて, 地上と第1励起状態の間のエネルギーギャップを推定し, 実験を行った。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9217021281095907
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This work introduces a novel NISQ-friendly procedure for estimating spectral
gaps in quantum systems. By leveraging Adiabatic Thermalization, we are able to
create the Spectral Gap Superposition state, a newly defined quantum state
exhibiting observable fluctuations in time that allow for the accurate
estimation of any energy gap. Our method is tested by estimating the energy gap
between the ground and the first excited state for the 1D and 2D Ising model,
the Hydrogen molecule H2 and Helium molecule He2. Despite limiting our circuit
design to have at most 40 Trotter steps, our numerical experiments of both
noiseless and noisy devices for the presented systems give relative errors in
the order of $10^{-2}$ and $10^{-1}$. Further experiments on the IonQ Aria
device lead to spectral gap estimations with a relative error of $10^{-2}$ for
a 4-site Ising chain, demonstrating the validity of the procedure for NISQ
devices and charting a path towards a new way of calculating energy gaps.
- Abstract（参考訳）: この研究は、量子系のスペクトルギャップを推定するための新しいNISQフレンドリーな手順を導入する。
アディアバティック熱化を利用して、任意のエネルギーギャップの正確な推定を可能にする観測可能な変動を示す新しく定義された量子状態であるスペクトルギャップ重ね合わせ状態を作成することができる。
本手法は, 水素分子H2とヘリウム分子H2の1次元および2次元イジングモデルにおいて, 地上と第1励起状態のエネルギーギャップを推定して検討した。
回路設計を少なくとも40段のトロッターステップに制限しているにもかかわらず、提示されたシステムに対するノイズレスおよびノイズの多いデバイスの数値実験により、相対誤差は10^{-2}$と10^{-1}$である。
さらに、IonQ Aria デバイスに関する実験により、4-site Ising chain に対する相対誤差 10^{-2}$ のスペクトルギャップ推定が行われ、NISQ デバイスの手順の有効性が証明され、新しいエネルギーギャップの計算方法への道筋が表される。
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