論文の概要: Disorder-Free Localization for Benchmarking Quantum Computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.08268v1
- Date: Thu, 10 Oct 2024 18:00:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-10-31 04:16:13.251046
- Title: Disorder-Free Localization for Benchmarking Quantum Computers
- Title（参考訳）: 量子コンピュータベンチマークにおける障害フリーの局在化
- Authors: Jad C. Halimeh, Uliana E. Khodaeva, Dmitry L. Kovrizhin, Roderich Moessner, Johannes Knolle,
- Abstract要約: ゲート型量子コンピュータにおいて,障害のないローカライゼーションの標準モデルをどのように効率的に実装できるかを示す。
相関拡散の欠如と調整可能なエンタングルメント成長のボリューム法則との同時観測により,量子コンピュータの能力のベンチマークを行う上で理想的なテストベッドが提供されることを示す。
- 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: Disorder-free localization (DFL) is a phenomenon as striking as it appears to be simple: a translationally invariant state evolving under a disorder-free Hamiltonian failing to thermalize. It is predicted to occur in a number of quantum systems exhibiting emergent or native \emph{local} symmetries. These include models of lattice gauge theories and, perhaps most simply, some two-component spin chains. Though well-established analytically for special soluble examples, numerical studies of generic systems have proven difficult. Moreover, the required local symmetries are a challenge for any experimental realization. Here, we show how a canonical model of DFL can be efficiently implemented on gate-based quantum computers, which relies on our efficient encoding of three-qubit gates. We show that the simultaneous observation of the absence of correlation spreading and tunable entanglement growth to a volume law provides an ideal testbed for benchmarking the capabilities of quantum computers. In particular, the availability of a soluble limit allows for a rigorous prediction of emergent localization length scales and tunable time scales for the volume law entanglement growth, which are ideal for testing capabilities of scalable quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 障害のないローカライゼーション(DFL)は単純な現象のように印象的な現象であり、非障害ハミルトニアンの下で進化する翻訳的不変状態は熱分解に失敗する。
これは、創発的またはネイティブな \emph{local} 対称性を示す多くの量子系で起こると予測されている。
これらは格子ゲージ理論のモデルと、おそらく最も単純な2成分スピン鎖を含む。
特殊な可溶性の例として解析的に確立されているが、ジェネリックシステムの数値的研究は困難であることが証明されている。
さらに、必要となる局所対称性は実験的な実現のための挑戦である。
本稿では,DFLの正準モデルが3ビットゲートの効率的な符号化に依存するゲートベースの量子コンピュータ上で効率的に実装可能であることを示す。
相関拡散の欠如と調整可能なエンタングルメント成長のボリューム法則との同時観測により,量子コンピュータの能力のベンチマークを行う上で理想的なテストベッドが提供されることを示す。
特に、可溶性極限の可用性は、スケーラブルな量子コンピュータの能力をテストするのに理想的な体積法エンタングルメント成長のための創発的局所化長スケールと調整可能な時間スケールの厳密な予測を可能にする。
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