論文の概要: Entropy-driven entanglement forging

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.04510v2
• Date: Fri, 11 Oct 2024 13:32:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-11-07 23:00:54.644511
• Title: Entropy-driven entanglement forging
• Title（参考訳）: エントロピー駆動型エンタングルメント鍛造
• Authors: Axel Pérez-Obiol, Sergi Masot-Llima, Antonio M. Romero, Javier Menéndez, Arnau Rios, Artur García-Sáez, Bruno Juliá-Díaz,
• Abstract要約: 本研究では、エントロピー駆動型エンタングルメント鍛造法を用いて、ノイズの多い中間スケール量子デバイスの限界に量子シミュレーションを適応させる方法について述べる。 提案手法は, エントロピー駆動型エンタングルメント鍛造法を用いて, ノイズの多い中間規模量子デバイスの限界に量子シミュレーションを適応させることが可能である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Simulating physical systems with variational quantum algorithms is a well-studied approach, but it is challenging to implement in current devices due to demands in qubit number and circuit depth. We show how limited knowledge of the system, namely the entropy of its subsystems, its entanglement structure or certain symmetries, can be used to reduce the cost of these algorithms with entanglement forging. To do so, we simulate a Fermi-Hubbard one-dimensional chain with a parametrized hopping term, as well as atomic nuclei ${}^{28}$Ne and ${}^{60}$Ti with the nuclear shell model. Using an adaptive variational quantum eigensolver we find significant reductions in both the maximum number of qubits (up to one fourth) and the amount of two-qubit gates (over an order of magnitude) required in the quantum circuits. Our findings indicate that our method, entropy-driven entanglement forging, can be used to adjust quantum simulations to the limitations of noisy intermediate-scale quantum devices.
• Abstract（参考訳）: 変動量子アルゴリズムを用いた物理系シミュレーションは、よく研究されているアプローチであるが、量子ビット数と回路深さの要求により、現在のデバイスで実装することは困難である。 システムにおける知識,すなわちサブシステムのエントロピー,エンタングルメント構造,あるいは特定の対称性の制限が,エンタングルメント鍛造によるこれらのアルゴリズムのコスト削減にどの程度有効かを示す。 そのため、核シェルモデルで原子核${}^{28}$Neおよび${}^{60}$Tiと同様に、パラメトリズドホッピング項を持つフェルミ・ハッバード一次元鎖をシミュレートする。 適応型変分量子固有解法を用いて、量子回路に必要な量子ビットの最大数(最大4分の1)と2量子ビットゲートの量(桁数以上)の両方において、大幅な減少が認められる。 提案手法は, エントロピー駆動型エンタングルメント鍛造法を用いて, ノイズの多い中間規模量子デバイスの限界に量子シミュレーションを適応させることが可能である。

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