論文の概要: Augmenting Finite Temperature Tensor Network with Clifford Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.15709v1
- Date: Mon, 21 Oct 2024 07:30:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-22 13:16:41.235846
- Title: Augmenting Finite Temperature Tensor Network with Clifford Circuits
- Title（参考訳）: クリフォード回路を用いた有限温度テンソルネットワークの強化
- Authors: Xiangjian Qian, Jiale Huang, Mingpu Qin,
- Abstract要約: 近年の研究では、量子多体系をシミュレートするための非常に効果的なフレームワークとして、ネットワーク手法と安定化器形式の組み合わせを強調している。
本研究では,このパラダイムを時間依存変分原理の枠組みを用いて有限温度シミュレーションに適用する。
計算の結果,クリフォード回路は有限温度シミュレーションの効率と精度を著しく向上させることができることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.49157446832511503
- License:
- Abstract: Recent studies have highlighted the combination of tensor network methods and the stabilizer formalism as a very effective framework for simulating quantum many-body systems, encompassing areas from ground state to time evolution simulations. In these approaches, the entanglement associated with stabilizers is transferred to Clifford circuits, which can be efficiently managed due to the Gottesman-Knill theorem. Consequently, only the non-stabilizerness entanglement needs to be handled, thereby reducing the computational resources required for accurate simulations of quantum many-body systems in tensor network related methods. In this work, we adapt this paradigm for finite temperature simulations in the framework of Time-Dependent Variational Principle, in which imaginary time evolution is performed using the purification scheme. Our numerical results on the one-dimensional Heisenberg model and the two-dimensional $J_1-J_2$ Heisenberg model demonstrate that Clifford circuits can significantly improve the efficiency and accuracy of finite temperature simulations for quantum many-body systems. This improvement not only provides a useful tool for calculating finite temperature properties of quantum many-body systems, but also paves the way for further advancements in boosting the finite temperature tensor network calculations with Clifford circuits and other quantum circuits.
- Abstract（参考訳）: 近年の研究では、量子多体系をシミュレーションするための非常に効果的なフレームワークとして、テンソルネットワーク法と安定化器フォーマリズムの組み合わせを強調している。
これらのアプローチでは、安定化器に関連する絡み合いは、ゴッテマン・クニルの定理により効率的に管理できるクリフォード回路に移される。
これにより、テンソルネットワーク関連の方法で量子多体系の正確なシミュレーションに必要な計算資源を削減できる。
本研究では,このパラダイムを時間依存変動原理の枠組みを用いて有限温度シミュレーションに適用する。
1次元ハイゼンベルクモデルと2次元$J_1-J_2$ハイゼンベルクモデルによる数値計算の結果、クリフォード回路は量子多体系における有限温度シミュレーションの効率と精度を大幅に向上させることができることを示した。
この改良は、量子多体系の有限温度特性を計算するための有用なツールを提供するだけでなく、クリフォード回路や他の量子回路を用いた有限温度テンソルネットワーク計算のさらなる発展の道を開く。
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