論文の概要: Simulation of the 1d XY model on a quantum computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.21143v1
- Date: Mon, 28 Oct 2024 15:44:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-29 12:21:05.359560
- Title: Simulation of the 1d XY model on a quantum computer
- Title（参考訳）: 量子コンピュータにおける1次元XYモデルのシミュレーション
- Authors: Marc Farreras, Alba Cervera-Lierta,
- Abstract要約: 本稿では,量子コンピュータ上での1次元XYモデルの正確なシミュレーションのための包括的スキームを提案する。
本稿では,正確な時間発展を実現するために,量子回路を設計するための新しい手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: The field of quantum computing has grown fast in recent years, both in theoretical advancements and the practical construction of quantum computers. These computers were initially proposed, among other reasons, to efficiently simulate and comprehend the complexities of quantum physics. In this paper, we present the comprehensive scheme for the exact simulation of the 1-D XY model on a quantum computer. We successfully diagonalize the proposed Hamiltonian, enabling access to the complete energy spectrum. Furthermore, we propose a novel approach to design a quantum circuit to perform exact time evolution. Among all the possibilities this opens, we compute the ground and excited state energies for the symmetric XY model with spin chains of n=4 and n=8 spins. Further, we calculate the expected value of transverse magnetization for the ground state in the transverse Ising model. Both studies allow the observation of a quantum phase transition from an antiferromagnetic to a paramagnetic state. Additionally, we have simulated the time evolution of the state all spins up in the transverse Ising model. The scalability and high performance of our algorithm make it an ideal candidate for benchmarking purposes, while also laying the foundation for simulating other integrable models on quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングの分野は、理論的な進歩と量子コンピュータの実用的な構築の両方において、近年急速に成長している。
これらのコンピュータは当初、量子物理学の複雑さを効率的にシミュレートし理解するために提案された。
本稿では,量子コンピュータ上での1次元XYモデルの正確なシミュレーションのための包括的スキームを提案する。
我々は提案されたハミルトニアンの対角化に成功し、完全なエネルギースペクトルへのアクセスを可能にした。
さらに,正確な時間発展を実現するために,量子回路を設計するための新しい手法を提案する。
これが開くすべての可能性の中で、n=4スピンとn=8スピンのスピン鎖を持つ対称XYモデルの基底と励起状態エネルギーを計算する。
さらに, 横イジングモデルにおいて, 接地状態に対する横磁化の期待値を算出する。
どちらの研究も反強磁性状態から常磁性状態への量子相転移の観測を可能にする。
さらに、状態の時間進化をシミュレーションし、横イジングモデルで全てスピンアップする。
提案アルゴリズムのスケーラビリティと高性能性は,量子コンピュータ上での他の可積分モデルシミュレーションの基礎を築きながら,ベンチマーク目的の理想的な候補となる。
関連論文リスト
- Thermalization and Criticality on an Analog-Digital Quantum Simulator [133.58336306417294]
本稿では,69個の超伝導量子ビットからなる量子シミュレータについて述べる。
古典的Kosterlitz-Thouless相転移のシグネチャと,Kibble-Zurekスケール予測からの強い偏差を観測する。
本システムは, 対角二量体状態でディジタル的に調製し, 熱化時のエネルギーと渦の輸送を画像化する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-27T17:40:39Z) - Quantum data learning for quantum simulations in high-energy physics [55.41644538483948]
本研究では,高エネルギー物理における量子データ学習の実践的問題への適用性について検討する。
我々は、量子畳み込みニューラルネットワークに基づくアンサッツを用いて、基底状態の量子位相を認識できることを数値的に示す。
これらのベンチマークで示された非自明な学習特性の観察は、高エネルギー物理学における量子データ学習アーキテクチャのさらなる探求の動機となる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-29T18:00:01Z) - Recompilation-enhanced simulation of electron-phonon dynamics on IBM
Quantum computers [62.997667081978825]
小型電子フォノン系のゲートベース量子シミュレーションにおける絶対的資源コストについて考察する。
我々は、弱い電子-フォノン結合と強い電子-フォノン結合の両方のためのIBM量子ハードウェアの実験を行う。
デバイスノイズは大きいが、近似回路再コンパイルを用いることで、正確な対角化に匹敵する電流量子コンピュータ上で電子フォノンダイナミクスを得る。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-16T19:00:00Z) - Probabilistic imaginary-time evolution by using forward and backward
real-time evolution with a single ancilla: first-quantized eigensolver of
quantum chemistry for ground states [0.0]
量子コンピュータ上のImaginary-time Evolution(ITE)は、量子システムの基底状態を得るための有望な形式である。
本稿では,1つのアシラリー量子ビットしか必要としないPITEの新たなアプローチを提案する。
本稿では,計算コストのスケーリングに着目し,量子化学へのアプローチの適用について論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-24T12:54:27Z) - Computing molecular excited states on a D-Wave quantum annealer [52.5289706853773]
分子系の励起電子状態の計算にD波量子アニールを用いることを実証する。
これらのシミュレーションは、太陽光発電、半導体技術、ナノサイエンスなど、いくつかの分野で重要な役割を果たしている。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-01T01:02:17Z) - Quantum Phases of Matter on a 256-Atom Programmable Quantum Simulator [41.74498230885008]
決定論的に作成された中性原子の2次元配列に基づくプログラマブル量子シミュレータを実証する。
我々は高忠実度反強磁性状態の生成と特徴付けによりシステムをベンチマークする。
次に、相互作用とコヒーレントレーザー励起の間の相互作用から生じるいくつかの新しい量子相を作成し、研究する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-22T19:00:04Z) - Toward simulating Superstring/M-theory on a quantum computer [7.9296423679378]
本稿では,量子コンピュータ上で行列モデルをシミュレーションするための新しいフレームワークを提案する。
超対称行列モデルは超弦/M理論と重力物理学に自然に応用できる。
本稿では,ブロックエンコーディング,量子化,量子信号処理といった技術を用いて,リアルタイムダイナミクスのシミュレーションを行う。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-12T18:45:10Z) - Light-Front Field Theory on Current Quantum Computers [0.06524460254566902]
本研究は,光前線の定式化における量子場理論のシミュレーションのための量子アルゴリズムを提案する。
我々は、既存の量子デバイスが相対論的核物理学における境界状態の構造を研究するためにどのように使用できるかを実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-16T18:32:00Z) - Scattering in the Ising Model Using Quantum Lanczos Algorithm [0.32228025627337864]
量子コンピュータ上の3点と4点の空間的位置に対する一次元逆イジングモデルにおける一粒子伝播と二粒子散乱をシミュレートする。
その結果, 1粒子と2粒子の遷移振幅, 空間的位置の粒子数, 時間関数としての横磁化の計算が可能となった。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-20T04:05:52Z) - State preparation and measurement in a quantum simulation of the O(3)
sigma model [65.01359242860215]
我々は,非線型O(3)シグマモデルの固定点が,格子サイトあたり2キュービットしか持たないスピンモデルの量子相転移付近で再現可能であることを示す。
本稿では,弱い結合状態と量子臨界状態の両方において,断熱的基底状態の準備が複雑になる結果を得るためにトロッター法を適用した。
非単位ランダム化シミュレーション法に基づく量子アルゴリズムの提案と解析を行う。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-28T23:44:12Z) - Roadmap for quantum simulation of the fractional quantum Hall effect [0.0]
量子コンピュータを構築する大きな動機は、強く相関した量子システムを効率的にシミュレートするツールを提供することである。
本研究では, 量子コンピュータ上で, 絶対零度まで冷却し, 強磁場で貫通する2次元電子ガスのシミュレーション方法について, 詳細なロードマップを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-05T10:17:21Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。