論文の概要: Scalable approach to monitored quantum dynamics and entanglement phase transitions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.19052v1
- Date: Thu, 27 Jun 2024 09:59:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-28 14:37:31.602946
- Title: Scalable approach to monitored quantum dynamics and entanglement phase transitions
- Title(参考訳): 監視量子力学と絡み合い相転移に対するスケーラブルなアプローチ
- Authors: Kim Pöyhönen, Ali G. Moghaddam, Moein N. Ivaki, Teemu Ojanen,
- Abstract要約: 観測された量子回路における測定誘起絡み合い相転移は、様々な研究コミュニティの活動を刺激している。
我々は、$U(1)$対称回路にスケーラブルなプロトコルを導入することで解決法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Measurement-induced entanglement phase transitions in monitored quantum circuits have stimulated activity in a diverse research community. However, the study of measurement-induced dynamics, due to the requirement of exponentially complex postselection, has been experimentally limited to small or specially designed systems that can be efficiently simulated classically. We present a solution to this outstanding problem by introducing a scalable protocol in $U(1)$ symmetric circuits that facilitates the observation of entanglement phase transitions \emph{directly} from experimental data, without detailed assumptions of the underlying model or benchmarking with simulated data. Thus, the method is applicable to circuits which do not admit efficient classical simulation and allows a reconstruction of the full entanglement entropy curve with minimal theoretical input. Our approach relies on adaptive circuits and a steering protocol to approximate pure-state trajectories with mixed ensembles, from which one can efficiently filter out the subsystem $U(1)$ charge fluctuations of the target trajectory to obtain its entanglement entropy. The steering protocol replaces the exponential costs of postselection and state tomography with a scalable overhead which, for fixed accuracy $\epsilon$ and circuit size $L$, scales as $\mathcal{N}_s\sim L^{5/2}/\epsilon$.
- Abstract(参考訳): 観測された量子回路における測定誘起絡み合い相転移は、様々な研究コミュニティの活動を刺激している。
しかし、指数関数的に複雑なポストセレクションを必要とするため、測定誘起力学の研究は、古典的に効率的にシミュレートできる小型または特別に設計されたシステムに実験的に制限されている。
本稿では,実験データからの絡み合い相転移の観測を容易にするためのスケーラブルなプロトコルを$U(1)$対称回路に導入することで,基礎となるモデルの詳細な仮定やシミュレーションデータによるベンチマークを行うことなく,この問題に対する解決法を提案する。
したがって、この手法は、効率的な古典的シミュレーションを認めず、最小の理論的入力で完全な絡み合いエントロピー曲線を再構築できる回路に適用できる。
提案手法は適応回路とステアリングプロトコルを用いて,純状態軌道を混合アンサンブルで近似し,対象軌道のサブシステム$U(1)$の電荷ゆらぎを効率よく除去し,エントロピーのエントロピーを得る。
ステアリングプロトコルは、ポストセレクションとステートトモグラフィの指数的なコストをスケーラブルなオーバーヘッドに置き換え、固定精度$\epsilon$と回路サイズ$L$は$\mathcal{N}_s\sim L^{5/2}/\epsilon$にスケールする。
関連論文リスト
- Surrogate Constructed Scalable Circuits ADAPT-VQE in the Schwinger model [0.0]
我々は,量子コンピュータ上の周期システムのシミュレーションをさらに進めるため,新しいアプローチ (SC)$2$-ADAPT-VQE を開発した。
我々の手法は、任意に大きいが、任意に小さくない体積に対して定義される座標不変作用素のプールからアンザッツを構築する。
提案手法では,古典的にトラクタブルなサーロゲート構成法を用いて,無関係な演算子をプールから取り除き,拡張性のある回路を定義する最小サイズを小さくする。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-08-22T18:00:00Z) - Optimized trajectory unraveling for classical simulation of noisy
quantum dynamics [4.772237365196053]
任意のデコヒーレンスチャネルでは、アンラベリング方式を最適化し、エンタングルメント相転移の閾値を下げることができることを示す。
また、与えられた雑音チャネルに対して、未発見の基底を適応的に最適化するアルゴリズムを提案する。
準局所アンラベリングを用いて、任意に小さいが有限なデコヒーレンス率で開系を効率的にシミュレートする可能性を評価する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-06-29T17:59:01Z) - Importance sampling for stochastic quantum simulations [68.8204255655161]
我々は、係数に応じてハミルトン式からサンプリングしてランダムな積公式を構築するqDriftプロトコルを導入する。
サンプリング段階における個別のシミュレーションコストを考慮し、同じ精度でシミュレーションコストを削減可能であることを示す。
格子核効果場理論を用いて数値シミュレーションを行った結果, 実験結果が得られた。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-12-12T15:06:32Z) - Cross Entropy Benchmark for Measurement-Induced Phase Transitions [0.0]
本研究では, 線形クロスエントロピーを用いて測定誘起相転移を実験的にアクセスする可能性について検討する。
弱い非偏極雑音に対しては、MIPTの符号はいまだに中間的なシステムサイズに存在していることが判明した。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-09-01T17:21:47Z) - Hybridized Methods for Quantum Simulation in the Interaction Picture [69.02115180674885]
本研究では,異なるシミュレーション手法をハイブリダイズし,インタラクション・ピクチャー・シミュレーションの性能を向上させるフレームワークを提案する。
これらのハイブリッド化手法の物理的応用は、電気遮断において$log2 Lambda$としてゲート複雑性のスケーリングをもたらす。
力学的な制約を受けるハミルトニアンシミュレーションの一般的な問題に対して、これらの手法は、エネルギーコストを課すために使われるペナルティパラメータ$lambda$とは無関係に、クエリの複雑さをもたらす。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-09-07T20:01:22Z) - Probing the topological Anderson transition with quantum walks [48.7576911714538]
光線形ネットワークにおける1次元量子ウォークについて考察する。
ウォーカーの確率分布を直接監視するオプションは、この光学プラットフォームを1次元トポロジカルアンダーソン転移のユニークなシグネチャの実験的観察に最適である。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-02-01T21:19:15Z) - Accelerating the computation of quantum brachistochrone [7.899140236856746]
微分方程式の別の集合は、相互作用の有無にかかわらず、単一または複数の量子ビットの最適量子制御のために導出される。
エンタングルメントを含む最適経路を数値的に検出するために緩和法が設計されている。
最適経路の集合の「基底状態」解では、系の時間反転対称性が現れる。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-11-25T10:39:53Z) - Sinkhorn Natural Gradient for Generative Models [125.89871274202439]
本研究では,シンクホーンの発散による確率空間上の最も急降下法として機能するシンクホーン自然勾配(SiNG)アルゴリズムを提案する。
本稿では,SiNG の主要成分であるシンクホーン情報行列 (SIM) が明示的な表現を持ち,対数的スケールの複雑さを正確に評価できることを示す。
本実験では,SiNGと最先端のSGD型解法を定量的に比較し,その有効性と有効性を示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-11-09T02:51:17Z) - Postselection-free entanglement dynamics via spacetime duality [0.0]
ハイブリッド型非ユニタリ回路における絡み合いのダイナミクスは、近年、激しい研究の対象となっている。
この物理を実験的に実現するための大きなハードルは、ランダムな測定結果にエンポストの選択を適用する必要があることである。
周波数空間の双対性を生かして、広帯域の非単体回路においてこの問題を副次的に解決する手法を提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-10-29T18:00:01Z) - Preparation of excited states for nuclear dynamics on a quantum computer [117.44028458220427]
量子コンピュータ上で励起状態を作成するための2つの異なる方法を研究する。
シミュレーションおよび実量子デバイス上でこれらの手法をベンチマークする。
これらの結果から,フォールトトレラントデバイスに優れたスケーリングを実現するために設計された量子技術が,接続性やゲート忠実性に制限されたデバイスに実用的なメリットをもたらす可能性が示唆された。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-09-28T17:21:25Z) - Efficient classical simulation of random shallow 2D quantum circuits [104.50546079040298]
ランダム量子回路は古典的にシミュレートするのは難しいと見なされる。
典型例の近似シミュレーションは, 正確なシミュレーションとほぼ同程度に困難であることを示す。
また、十分に浅いランダム回路はより一般的に効率的にシミュレーション可能であると推測する。
論文 参考訳(メタデータ) (2019-12-31T19:00:00Z)
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。