論文の概要: Dynamical simulations of many-body quantum chaos on a quantum computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.00765v1
- Date: Fri, 01 Nov 2024 17:57:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-05 21:28:14.717752
- Title: Dynamical simulations of many-body quantum chaos on a quantum computer
- Title（参考訳）: 量子コンピュータを用いた多体量子カオスの動的シミュレーション
- Authors: Laurin E. Fischer, Matea Leahy, Andrew Eddins, Nathan Keenan, Davide Ferracin, Matteo A. C. Rossi, Youngseok Kim, Andre He, Francesca Pietracaprina, Boris Sokolov, Shane Dooley, Zoltán Zimborás, Francesco Tacchino, Sabrina Maniscalco, John Goold, Guillermo García-Pérez, Ivano Tavernelli, Abhinav Kandala, Sergey N. Filippov,
- Abstract要約: 本稿では,二元一元回路として知られる最大カオス回路のクラスについて検討する。
91量子ビットの超伝導量子プロセッサは、これらの相関子を正確にシミュレートできることを示す。
次に、回路を二重ユニタリ点から遠ざけることによって、正確な検証以上のダイナミクスを探索する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.731709137507907
- License:
- Abstract: Quantum circuits with local unitaries have emerged as a rich playground for the exploration of many-body quantum dynamics of discrete-time systems. While the intrinsic locality makes them particularly suited to run on current quantum processors, the task of verification at non-trivial scales is complicated for non-integrable systems. Here, we study a special class of maximally chaotic circuits known as dual unitary circuits -- exhibiting unitarity in both space and time -- that are known to have exact analytical solutions for certain correlation functions. With advances in noise learning and the implementation of novel error mitigation methods, we show that a superconducting quantum processor with 91 qubits is able to accurately simulate these correlators. We then probe dynamics beyond exact verification, by perturbing the circuits away from the dual unitary point, and compare our results to classical approximations with tensor networks. These results cement error-mitigated digital quantum simulation on pre-fault-tolerant quantum processors as a trustworthy platform for the exploration and discovery of novel emergent quantum many-body phases.
- Abstract（参考訳）: 局所的なユニタリを持つ量子回路は、離散時間系の多体量子力学を探索するための豊かな遊び場として現れている。
固有の局所性は、現在の量子プロセッサ上での動作に特に適しているが、非自明なスケールでの検証のタスクは、非可積分系では複雑である。
ここでは、空間と時間の両方においてユニタリ性を示す双対ユニタリ回路として知られる、最大カオス回路の特別なクラスについて検討し、特定の相関関数に対して正確な解析解を持つことが知られている。
ノイズ学習の進歩と新しい誤差軽減手法の実装により、91量子ビットの超伝導量子プロセッサがこれらの相関子を正確にシミュレートできることが示される。
次に、回路を二重ユニタリ点から遠ざけることによって、正確な検証以上のダイナミクスを探索し、古典的な近似とテンソルネットワークを比較した。
これらの結果は、新しい創発的な量子多体相の探索と発見のための信頼できるプラットフォームとして、プリフォールト耐性量子プロセッサ上でのエラー緩和デジタル量子シミュレーションを補強する。
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