論文の概要: Qubit frugal entanglement determination with the deep multi-scale entanglement renormalization ansatz

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.08548v1
• Date: Fri, 12 Apr 2024 15:43:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-15 14:37:30.571913
• Title: Qubit frugal entanglement determination with the deep multi-scale entanglement renormalization ansatz
• Title（参考訳）: 深部マルチスケールエンタングルメント再正規化アザッツを用いたクビットフラジアルエンタングルメント決定
• Authors: Kushagra Garg, Zeeshan Ahmed, Andreas Thomasen,
• Abstract要約: 量子ハードウェア上でのDMERA(Deep Multi-scale entanglement Renormalization ansatz)について検討する。 この因果錐は量子デバイス上の$O(M+logN)$物理量子ビットにまたがる。 16-qubit DMERAをランダムに初期化し、その結果のRDMを$M$-qubitサブシステムで対角化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7140163200313723
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study the deep multi-scale entanglement renormalization ansatz (DMERA) on quantum hardware and the causal cone of a subset of the qubits which make up the ansatz. This causal cone spans $O(M+\log{N})$ physical qubits on a quantum device, where $M$ and $N$ are the subset size and the total number qubits in the ansatz respectively. This allows for the determination of the von Neumann entanglement entropy of the $N$ qubit wave-function using $O(M+\log{N})$ qubits by diagonalization of the reduced density matrix (RDM). We show this by randomly initializing a 16-qubit DMERA and diagonalizing the resulting RDM of the $M$-qubit subsystem using density matrix simulation. As an example of practical interest, we also encode the variational ground state of the quantum critical long-range transverse field Ising model (LRTIM) on 8 spins using DMERA. We perform density matrix simulation with and without noise to obtain entanglement entropies in separate experiments using only 4 qubits. Finally we repeat the experiment on the IBM Kyoto backend reproducing simulation results.
• Abstract（参考訳）: 量子ハードウェア上でのDMERA(Deep Multi-scale entanglement renormalization ansatz)と、それを構成する量子ビットのサブセットの因果錐について検討する。 この因果錐は量子デバイス上の$O(M+\log{N})$物理量子ビットにまたがっており、$M$と$N$はそれぞれアンサッツのサブセットサイズと総数量子ビットである。 これにより、還元密度行列(RDM)の対角化により、$O(M+\log{N})$ qubits を用いて、$N$ qubit波動関数のフォン・ノイマン絡みエントロピーを決定することができる。 16-qubit DMERAをランダムに初期化し、密度行列シミュレーションを用いて$M$-qubitサブシステムの結果のRDMを対角化する。 実用的関心の例として、DMERAを用いて8スピン上の量子臨界長距離逆場イジングモデル(LRTIM)の変動基底状態を符号化する。 4量子ビットしか持たない別の実験でエンタングルメントエントロピーを得るため,ノイズを伴わない密度行列シミュレーションを行った。 最後に、IBM京都バックエンドのシミュレーション結果を再現する実験を繰り返す。

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