論文の概要: Concurrent VQE for Simulating Excited States of the Schwinger Model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.15629v1
• Date: Mon, 22 Jul 2024 13:42:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-23 14:51:29.722751
• Title: Concurrent VQE for Simulating Excited States of the Schwinger Model
• Title（参考訳）: シュウィンガーモデルの励振状態シミュレーションのための同時VQE
• Authors: Yibin Guo, Takis Angelides, Karl Jansen, Stefan Kühn,
• Abstract要約: 本研究では, 同時変動量子固有解法(cVQE)のシュウィンガーモデルの励起状態の計算への応用について検討する。 本研究は,1,2,3個のアシラリー量子ビットを持つ最小2,4,8個の固有状態を,背景電界の消滅と消滅の両方のために効率的に取得する方法を示す。
• 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: This work explores the application of the concurrent variational quantum eigensolver (cVQE) for computing excited states of the Schwinger model. By designing suitable ansatz circuits utilizing universal SO(4) or SO(8) qubit gates, we demonstrate how to efficiently obtain the lowest two, four, and eight eigenstates with one, two, and three ancillary qubits for both vanishing and non-vanishing background electric field cases. Simulating the resulting quantum circuits classically with tensor network techniques, we demonstrate the capability of our approach to compute the two lowest eigenstates of systems with up to $\mathcal{O}(100)$ qubits. Given that our method allows for measuring the low-lying spectrum precisely, we also present a novel technique for estimating the additive mass renormalization of the lattice based on the energy gap. As a proof-of-principle calculation, we prepare the ground and first-excited states with one ancillary and four physical qubits on quantum hardware, demonstrating the practicality of using the cVQE to simulate excited states.
• Abstract（参考訳）: 本研究では, 同時変動量子固有解法(cVQE)のシュウィンガーモデルの励起状態の計算への応用について検討する。 一般のSO(4)またはSO(8)量子ビットゲートを用いた適切なアンサッツ回路を設計することにより,1,2,3個のアシラリー量子ビットを用いた最小2,4,8個の固有状態の効率よく取得する方法を実証する。 得られた量子回路をテンソルネットワーク技術で古典的にシミュレーションし、最大$\mathcal{O}(100)$ qubitsの2つの最小固有状態を計算する方法の能力を実証する。 本手法は,低層スペクトルを高精度に測定できるので,エネルギーギャップに基づいて格子の付加質量再正規化を推定する新しい手法も提案する。 基本計算として、量子ハードウェア上に1つの補助量子ビットと4つの物理量子ビットを持つ基底状態と第一励起状態を用意し、cVQEを用いて励起状態をシミュレートする実用性を実証する。

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