論文の概要: State preparation of lattice field theories using quantum optimal control

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.17556v2
• Date: Mon, 27 Jan 2025 16:16:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-28 13:50:07.761829
• Title: State preparation of lattice field theories using quantum optimal control
• Title（参考訳）: 量子最適制御を用いた格子場理論の状態準備
• Authors: Jack Y. Araz, Siddhanth Bhowmick, Matt Grau, Thomas J. McEntire, Felix Ringer,
• Abstract要約: 本稿では,量子コンピュータ上での格子場理論作成のための量子最適制御(QOC)技術の適用について検討する。 最初の例として、1+1次元の量子電磁力学であるシュウィンガーモデルに焦点を当てる。 長距離相互作用を持つモデルであっても,QOCはゲートベースの手法と比較して基底状態の準備を著しく高速化できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We explore the application of quantum optimal control (QOC) techniques to state preparation of lattice field theories on quantum computers. As a first example, we focus on the Schwinger model, quantum electrodynamics in 1+1 dimensions. We demonstrate that QOC can significantly speed up the ground state preparation compared to gate-based methods, even for models with long-range interactions. Using classical simulations, we explore the dependence on the inter-qubit coupling strength and the device connectivity, and we study the optimization in the presence of noise. While our simulations indicate potential speedups, the results strongly depend on the device specifications. In addition, we perform exploratory studies on the preparation of thermal states. Our results motivate further studies of QOC techniques in the context of quantum simulations for fundamental physics.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,量子コンピュータ上での格子場理論作成のための量子最適制御(QOC)技術の適用について検討する。 最初の例として、1+1次元の量子電磁力学であるシュウィンガーモデルに焦点を当てる。 長距離相互作用を持つモデルであっても,QOCはゲートベースの手法と比較して基底状態の準備を著しく高速化できることを示す。 古典的シミュレーションを用いて,量子間結合強度とデバイス接続性への依存について検討し,ノイズの存在下での最適化について検討する。 シミュレーションは潜在的なスピードアップを示すが、結果はデバイス仕様に強く依存する。 また,熱状態の調製に関する探索的研究を行った。 本研究は,基礎物理学における量子シミュレーションの文脈におけるQOC手法のさらなる研究を動機づけるものである。

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