論文の概要: Digital Quantum Simulation for Spectroscopy of Schwinger Model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.14788v1
- Date: Tue, 23 Apr 2024 06:54:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-24 15:00:46.304620
- Title: Digital Quantum Simulation for Spectroscopy of Schwinger Model
- Title（参考訳）: シュウィンガーモデルの分光のディジタル量子シミュレーション
- Authors: Dongwook Ghim, Masazumi Honda,
- Abstract要約: 本稿では,デジタル量子シミュレーションを用いた量子場理論のエネルギースペクトル計算法について述べる。
コヒーレントイメージング分光法と呼ばれる量子アルゴリズムは、時空の摂動で真空を加熱する。
実演として、このアルゴリズムをシュウィンガーモデルとして知られる位相項を持つ(1+1)次元量子電磁力学に適用する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: This note discusses a method for computing the energy spectra of quantum field theory utilizing digital quantum simulation. A quantum algorithm, called coherent imaging spectroscopy, quenches the vacuum with a time-oscillating perturbation and then reads off the excited energy levels from the loss in the vacuum-to-vacuum probability following the quench. As a practical demonstration, we apply this algorithm to the (1+1)-dimensional quantum electrodynamics with a topological term known as the Schwinger model, where the conventional Monte Carlo approach is practically inaccessible. In particular, on a classical simulator, we prepare the vacuum of the Schwinger model on a lattice by adiabatic state preparation and then apply various types of quenches to the approximate vacuum through Suzuki-Trotter time evolution. We discuss the dependence of the simulation results on the specific types of quenches and introduce various consistency checks, including the exact diagonalization and the continuum limit extrapolation. The estimation of the computational complexity required to obtain physically reasonable results implies that the method is likely efficient in the coming era of early fault-tolerant quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,デジタル量子シミュレーションを用いた量子場理論のエネルギースペクトル計算法について述べる。
コヒーレントイメージング分光法と呼ばれる量子アルゴリズムは、真空を時間的に振動する摂動で焼成し、その後、真空から真空の確率の損失から励起エネルギーレベルを読み取る。
実演として、このアルゴリズムを(1+1)次元の量子電磁力学に適用し、シュウィンガーモデルと呼ばれる位相的項を持つ。
特に古典的シミュレータでは, 格子上のシュウィンガーモデルの真空を断熱処理により生成し, スズキ・トロッター時間進化を通じて近似真空に様々な種類のクエンチを適用する。
シミュレーション結果が特定のクエンチの種類に依存することについて議論し、正確な対角化や連続極限外挿を含む様々な整合性チェックを導入する。
物理的に合理的な結果を得るのに必要な計算複雑性の推定は、この手法が早期のフォールトトレラント量子コンピュータの時代に効率的である可能性を示唆している。
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