論文の概要: Cost of Locally Approximating High-Dimensional Ground States of Contextual Quantum Models

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.04884v1
• Date: Wed, 8 May 2024 08:35:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-09 13:35:11.515578
• Title: Cost of Locally Approximating High-Dimensional Ground States of Contextual Quantum Models
• Title（参考訳）: 文脈量子モデルの高次元基底状態を局所的に近似するコスト
• Authors: Kaiyan Yang, Yanzheng Zhu, Xiao Zeng, Zuoheng Zou, Man-Hong Yung, Zizhu Wang,
• Abstract要約: 量子相関の最も強い形式の1つである文脈性は、量子世界と古典的世界を説明する。 いくつかの量子モデルは、無限の1次元の変換不変なハミルトン多様体の形で、量子物理学で許容される最低基底状態エネルギー密度を持つ。 そこで我々は,量子ビット型ゲートをアンザッツとして用いて,量子回路のパラメータ化をシミュレートする置換対称性の普遍的集合を開発した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5844265436419382
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Contextuality, one of the strongest forms of quantum correlations, delineates the quantum world and the classical one. It has been shown recently that some quantum models, in the form of infinite one-dimensional translation-invariant Hamiltonians with nearest- and next-to-nearest-neighbor interactions, have the lowest ground state energy density allowed in quantum physics. However, these models all have local Hilbert space dimension larger than two, making the study of their ground state behavior difficult on current qubit-based variational quantum simulation platforms. In this work, we focus on the cost of simulating the local approximations of ground states of these models using qubit-based parameterized quantum circuits. The local approximations, which are 3-site reduced density matrices with local Hilbert space dimension three, are purified then encoded into permutation-symmetric qubits. We develop a universal set of permutation-symmetry preserving qubit-based gates, using them as an ansatz to simulate parameterized quantum circuits designed for qutrits. These techniques allow us to assess the accuracy of simulating the purified local ground states with respect to a fixed amount of classical and quantum resources. We found that given the same quantum circuit and the number of iterations, more contextual ground states with lower energy density are easier to simulate.
• Abstract（参考訳）: 量子相関の最も強い形式の1つである文脈性は、量子世界と古典的世界を説明する。 最近、量子物理学において最も低い基底状態エネルギー密度を持つ量子モデル(無限一次元変換不変ハミルトニアン)が示されている。 しかし、これらのモデルは全て局所ヒルベルト空間次元が2より大きいため、現在の量子ビットベースの変動量子シミュレーションプラットフォーム上での基底状態の挙動の研究は困難である。 本研究では,量子回路を用いて,これらのモデルの基底状態の局所近似をシミュレーションするコストに着目した。 局所近似は、局所ヒルベルト空間次元が 3 の3サイト還元密度行列であり、精製され、置換対称量子ビットに符号化される。 そこで我々は,量子ビット型ゲートをアンザッツとして用いて,量子回路のパラメータ化をシミュレートする置換対称性の普遍的集合を開発した。 これらの手法により、古典的および量子的資源の固定量に対して、精製された局所基底状態のシミュレーションの精度を評価することができる。 我々は、同じ量子回路と繰り返しの数を考えると、エネルギー密度の低いより文脈的な基底状態がより容易にシミュレートできることを発見した。

関連論文リスト

• Locally purified density operators for noisy quantum circuits [17.38734393793605]
  雑音量子回路から発生する混合状態は、局所精製密度演算子(LPDO)によって効率的に表現できることを示す。 N$ qubits の LPDO から 2 時間 N$ の大きさの凸対状態への写像を示し、仮想およびクラウス結合を管理する統一的な方法を導入する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-05T16:10:30Z)
• Simulating 2D lattice gauge theories on a qudit quantum computer [2.2246996966725305]
  二次元格子型量子電磁力学の基本構成ブロックの性質の量子計算を行う。 これは、トラップイオンのqudit量子プロセッサを使用することで可能となる。 クイディットは、自然に高次元であるゲージ場を記述するのに理想的に適している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-18T17:06:35Z)
• Construction of Antisymmetric Variational Quantum States with Real-Space Representation [0.0]
  実空間ベースでの第一量子化における大きな困難は、多体電子システムの状態準備である。 我々は、非対称量子状態を作成するために変分量子回路を構築するための設計原理を提供する。 本研究では, 1次元水素分子系の基底状態を得るために, 変分量子固有解法を実装した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-14T11:11:31Z)
• Quantum emulation of the transient dynamics in the multistate Landau-Zener model [50.591267188664666]
  本研究では,Landau-Zenerモデルにおける過渡ダイナミクスを,Landau-Zener速度の関数として検討する。 我々の実験は、工学的なボソニックモードスペクトルに結合した量子ビットを用いたより複雑なシミュレーションの道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-26T15:04:11Z)
• Numerical Simulations of Noisy Quantum Circuits for Computational Chemistry [51.827942608832025]
  短期量子コンピュータは、小さな分子の基底状態特性を計算することができる。 計算アンサッツの構造と装置ノイズによる誤差が計算にどのように影響するかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-31T16:33:10Z)
• Determining ground-state phase diagrams on quantum computers via a generalized application of adiabatic state preparation [61.49303789929307]
  我々は、状態準備のために局所的な断熱ランプを使用して、時間的進化を通じて量子コンピュータ上の基底状態位相図を直接計算することができる。 我々は,IBMの量子マシンを用いて,二つのサイトシステムと3つのサイトシステムの両方の正確な位相図を計算できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-08T23:59:33Z)
• Quantum supremacy regime for compressed fermionic models [0.0]
  圧縮空間でシミュレートできる二次フェルミオンハミルトニアンのクラスを同定する。 特に、近接相互作用が近い2-局所量子ビットモデルに符号化された$n$軌道の系では、基底状態エネルギーを評価できる。 我々は、圧縮されたガウスフェルミオン模型をサンプリングするための量子超越性の体系を見出した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-18T18:02:05Z)
• Bosonic field digitization for quantum computers [62.997667081978825]
  我々は、離散化された場振幅ベースで格子ボゾン場の表現に対処する。 本稿では,エラースケーリングを予測し,効率的な量子ビット実装戦略を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-24T15:30:04Z)
• A Trailhead for Quantum Simulation of SU(3) Yang-Mills Lattice Gauge Theory in the Local Multiplet Basis [0.0]
  ゲージ場の再構成は、物理的およびゲージ不変状態の比を変更することができる。 本稿では、既約表現の格子上で SU(3) ヤン・ミルズゲージ理論を表現することの意味を考察する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-25T16:41:56Z)
• Bose-Einstein condensate soliton qubit states for metrological applications [58.720142291102135]
  2つのソリトン量子ビット状態を持つ新しい量子メトロジー応用を提案する。 位相空間解析は、人口不均衡-位相差変数の観点からも、マクロ的な量子自己トラッピング状態を示すために行われる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-26T09:05:06Z)
• State preparation and measurement in a quantum simulation of the O(3) sigma model [65.01359242860215]
  我々は,非線型O(3)シグマモデルの固定点が,格子サイトあたり2キュービットしか持たないスピンモデルの量子相転移付近で再現可能であることを示す。 本稿では,弱い結合状態と量子臨界状態の両方において,断熱的基底状態の準備が複雑になる結果を得るためにトロッター法を適用した。 非単位ランダム化シミュレーション法に基づく量子アルゴリズムの提案と解析を行う。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-28T23:44:12Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。