論文の概要: Extracting the spin excitation spectrum of a fermionic system using a quantum processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.04649v1
• Date: Wed, 08 Jan 2025 18:03:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-09 14:55:03.298823
• Title: Extracting the spin excitation spectrum of a fermionic system using a quantum processor
• Title（参考訳）: 量子プロセッサを用いたフェルミオン系のスピン励起スペクトルの抽出
• Authors: Lucia Vilchez-Estevez, Raul A. Santos, Sabrina Wang, Filippo Maria Gambetta,
• Abstract要約: 本稿では,デジタル量子プロセッサを用いた1次元フェルミ・ハバードモデルのスピン励起スペクトルについて検討する。 量子コンピュータ上でのシミュレーションに自然に適するプロトコルを導入し、再学習したスピングリーンの関数を復元する。 我々は、初期状態の準備に必要な量子資源を最小化するためにプロトコルの堅牢性を利用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Understanding low-energy excitations in fermionic systems is crucial for their characterization. They determine the response of the system to external weak perturbations, its dynamical correlation functions, and provide mechanisms for the emergence of exotic phases of matter. In this work, we study the spin excitation spectra of the 1D Fermi-Hubbard model using a digital quantum processor. Introducing a protocol that is naturally suited for simulation on quantum computers, we recover the retarded spin Green's function from the time evolution of simple observables after a specific quantum quench. We exploit the robustness of the protocol to perturbations of the initial state to minimize the quantum resources required for the initial state preparation, and to allocate the majority of them to a Trotterized time-dynamics simulation. This, combined with the intrinsic resilience to noise of the protocol, allows us to accurately reconstruct the spin excitation spectrum for large instances of the 1D Fermi-Hubbard model without making use of expensive error mitigation techniques, using up to 30 qubits of an IBM Heron r2 device.
• Abstract（参考訳）: フェルミオン系における低エネルギー励起を理解することは、その特徴づけに不可欠である。 彼らは、外部の弱い摂動に対する系の応答、その動的相関関数を決定し、物質のエキゾチック相の出現のメカニズムを提供する。 本研究では,デジタル量子プロセッサを用いた1次元フェルミ・ハバードモデルのスピン励起スペクトルについて検討する。 量子コンピュータ上でのシミュレーションに自然に適するプロトコルを導入し、特定の量子クエンチの後、単純な観測可能な関数の時間進化から、遅延スピングリーンの関数を復元する。 我々は、初期状態の摂動にプロトコルの頑健さを生かし、初期状態の準備に必要な量子資源を最小化し、その大多数をトロッタライズされた時間力学シミュレーションに割り当てる。 これにより、1D Fermi-Hubbardモデルの大規模インスタンスに対するスピン励起スペクトルを、IBM Heron r2デバイスの最大30キュービットを用いて、高価な誤差軽減技術を用いることなく正確に再構成することができる。

関連論文リスト

• Fourier Neural Operators for Learning Dynamics in Quantum Spin Systems [77.88054335119074]
  ランダム量子スピン系の進化をモデル化するためにFNOを用いる。 量子波動関数全体の2n$の代わりに、コンパクトなハミルトン観測可能集合にFNOを適用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-05T07:18:09Z)
• Entanglement with neutral atoms in the simulation of nonequilibrium dynamics of one-dimensional spin models [0.0]
  スピン-1/2モデルの力学における絡み合いの生成と役割について検討する。 我々は,スピン-エチョ配列でインターリーブされた急激な断熱的Rydbergドレッシングを含む中性原子モルマー-ソレンセンゲートを導入する。 量子シミュレーションでは、逆場イジングモデルのクエンチ力学における臨界挙動を考察する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-07T23:29:16Z)
• Thermalization and Criticality on an Analog-Digital Quantum Simulator [133.58336306417294]
  本稿では,69個の超伝導量子ビットからなる量子シミュレータについて述べる。 古典的Kosterlitz-Thouless相転移のシグネチャと,Kibble-Zurekスケール予測からの強い偏差を観測する。 本システムは, 対角二量体状態でディジタル的に調製し, 熱化時のエネルギーと渦の輸送を画像化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-27T17:40:39Z)
• Probing spectral features of quantum many-body systems with quantum simulators [0.0]
  我々は,量子シミュレータを用いた量子多体系の励起スペクトルを探索する枠組みを確立する。 遷移エネルギー推定の時間的複雑さは、シミュレーション精度に対数的依存を持つことを示す。 スピン格子モデルの励起スペクトルをIBM量子デバイスで実験的に探索する方法を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-12T17:58:44Z)
• Universality of critical dynamics with finite entanglement [68.8204255655161]
  臨界近傍の量子系の低エネルギー力学が有限絡みによってどのように変化するかを研究する。 その結果、時間依存的臨界現象における絡み合いによる正確な役割が確立された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-23T19:23:54Z)
• Nuclear two point correlation functions on a quantum-computer [105.89228861548395]
  我々は、現在の量子ハードウェアとエラー軽減プロトコルを使用して、高度に単純化された核モデルに対する応答関数を計算する。 この研究では、現在の量子ハードウェアとエラー軽減プロトコルを用いて、4つの格子上に3つの区別可能な核子を持つ2次元のフェルミ・ハバードモデルに対する応答関数を計算する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-11-04T16:25:33Z)
• Relativistic meson spectra on ion-trap quantum simulators [0.0]
  我々は, アナログイオントラップを用いた相対論的中間子スペクトルの探索能力の解析を行った。 横場イジングモデルの臨界点における長手摂動に起因するE_8量子場理論の体系に着目する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-19T18:00:03Z)
• Visualizing spinon Fermi surfaces with time-dependent spectroscopy [62.997667081978825]
  固体系において確立されたツールである時間依存性光電子分光法を低温原子量子シミュレーターに応用することを提案する。 1次元の$t-J$モデルの正確な対角化シミュレーションで、スピノンが非占有状態の効率的なバンド構造に出現し始めることを示す。 ポンプパルス後のスペクトル関数の依存性はスピノン間の集団的相互作用を明らかにする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-27T18:00:02Z)
• Continuous-time dynamics and error scaling of noisy highly-entangling quantum circuits [58.720142291102135]
  最大21キュービットの雑音量子フーリエ変換プロセッサをシミュレートする。 我々は、デジタルエラーモデルに頼るのではなく、微視的な散逸過程を考慮に入れている。 動作中の消散機構によっては、入力状態の選択が量子アルゴリズムの性能に強い影響を与えることが示される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-08T14:55:44Z)
• Entanglement Hamiltonian Tomography in Quantum Simulation [0.0]
  量子シミュレータの絡み合いは、今日の中間スケール量子デバイスの時代において顕著な課題である。 本稿では, スピン系の密度行列と絡み合ったスペクトルを再構成するための効率的なトモグラフィープロトコルについて論じる。 数値シミュレーションを用いて1次元の長距離Isingモデルのプロトコルの有効性と有効性を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-18T18:12:22Z)
• Reconstructing quantum molecular rotor ground states [0.36748639131154304]
  本研究では,高次元ヒルベルト空間からのデータに基づいて,制限されたボルツマンマシンを用いて,双極子ローターの鎖の基底状態の再構築を行う。 サンプリング手順における対称性の付与が困難であることから,RBMが達成できる精度の基本的な限界を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-31T14:56:25Z)

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。