論文の概要: Fault-tolerant quantum simulation of generalized Hubbard models
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.10314v2
- Date: Tue, 17 Jun 2025 09:32:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-18 15:22:19.631669
- Title: Fault-tolerant quantum simulation of generalized Hubbard models
- Title（参考訳）: 一般化ハバードモデルのフォールトトレラント量子シミュレーション
- Authors: Andreas Juul Bay-Smidt, Frederik Ravn Klausen, Christoph Sünderhauf, Róbert Izsák, Gemma C. Solomon, Nick S. Blunt,
- Abstract要約: ハバードモデルのような強相互作用の強いフェルミオン系の量子シミュレーションは、初期のフォールトトレラントな量子コンピューティングアプリケーションにとって有望な候補である。
本稿では,任意の格子ハバードモデルのトロッター分解を構成するタイルの集合を用いて,プラケットトロッター化(PLAQ)の一般化であるタイルトロッター化を提案する。
- 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: Quantum simulations of strongly interacting fermionic systems, such as those described by the Hubbard model, are promising candidates for useful early fault-tolerant quantum computing applications. This paper presents Tile Trotterization, a generalization of plaquette Trotterization (PLAQ), which uses a set of tiles to construct Trotter decompositions of arbitrary lattice Hubbard models. The Tile Trotterization scheme also enables the simulation of more complex models, including the extended Hubbard model. We improve previous Hubbard model commutator bounds, further provide tight commutator bounds for periodic extended Hubbard models, and demonstrate the use of tensor network methods for this task. We consider applications of Tile Trotterization to simulate hexagonal lattice Hubbard models and compare the resource requirements of Tile Trotterization for performing quantum phase estimation to a qubitization-based approach, demonstrating that Tile Trotterization scales more efficiently with system size. These advancements significantly broaden the potential applications of early fault-tolerant quantum computers to models of practical interest in materials research and organic chemistry.
- Abstract（参考訳）: ハバードモデルのような強相互作用の強いフェルミオン系の量子シミュレーションは、初期のフォールトトレラントな量子コンピューティングアプリケーションにとって有望な候補である。
本稿では,任意の格子ハバードモデルのトロッター分解を構成するタイルの集合を用いて,プラケットトロッター化(PLAQ)の一般化であるタイルトロッター化を提案する。
Tile Trotterizationスキームは、拡張されたHubbardモデルを含む、より複雑なモデルのシミュレーションを可能にする。
本研究では, 従来のHubbardモデルコンバータ境界を改善し, さらに, 周期拡張Hubbardモデルに対してタイトなコンバータ境界を提供し, このタスクにテンソルネットワーク手法を用いることを実証する。
六角格子ハバードモデルをシミュレートするためのタイルトロタライゼーションの応用を検討し、量子位相推定を行うためのタイルトロタライゼーションのリソース要件を量子化に基づくアプローチと比較し、タイルトロタライゼーションがシステムサイズとともにより効率的にスケールできることを実証した。
これらの進歩は、初期のフォールトトレラント量子コンピュータの材料研究と有機化学への実践的関心のモデルへの潜在的な応用を大きく広げた。
関連論文リスト
- Engineering a Josephson junction chain for the simulation of the clock model [0.0]
ジョセフソン接合配列(JJA)の前例のないチューニングを可能にする製造技術と高品質半導体-超伝導界面
実験的にアクセス可能な制御パラメータはほとんどなく、関連する低エネルギー場理論の豊富な位相図を探索できることを示す。
JJAを用いたアナログ量子シミュレーションは, 量子ビットアーキテクチャでは効率的に捕捉できないモデルに向けて, 水平線を拡大する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-26T18:01:22Z) - Classical Benchmarks for Variational Quantum Eigensolver Simulations of the Hubbard Model [1.1017516493649393]
電子相関が強ければ大きいほど, 基底状態エネルギーと波動関数プラトーの誤差が大きくなることを示す。
本研究は,量子ハードウェア上でのHubbardモデルを解くための現在のアプローチの能力と限界を強調した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-01T18:00:04Z) - Hubbard physics with Rydberg atoms: using a quantum spin simulator to simulate strong fermionic correlations [0.0]
本稿では,スピンベースの量子プロセッサを用いた強相関フェルミオンモデルの平衡物理学と力学を研究するために,ハイブリッド量子古典法を提案する。
この提案では、スレーブスピン法により、オリジナルのハミルトニアンを自己相関フリーフェルミオンとスピンハミルトニアンの和に近似することができるため、フェルミオン-スピンマッピングの通常の落とし穴を避ける。
本稿では,現行のRydbergプロセッサの現実的な数値シミュレーションにより,不完全性が存在する場合でも定量的に実現可能であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-13T11:18:40Z) - Conditional Korhunen-Lo\'{e}ve regression model with Basis Adaptation
for high-dimensional problems: uncertainty quantification and inverse
modeling [62.997667081978825]
本稿では,物理系の観測可能な応答のサロゲートモデルの精度を向上させる手法を提案する。
本研究では,定常水理応答のBasis Adaptation (BA)法による代理モデル構築に提案手法を適用した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-05T18:14:38Z) - Quantum simulation costs for Suzuki-Trotter decomposition of quantum
many-body lattice models [0.0]
我々は、フェルミオン格子モデルの時間発展を正確にシミュレートするために必要なトロッターステップの数に関する境界を計算するフォーマリズムを開発する。
トロッター深度の比較はまずハバードモデルに有利に思われるが,モデルパラメータの慎重な検討は,t-Jモデルにかなり有利であることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-09T15:32:43Z) - Fermionic approach to variational quantum simulation of Kitaev spin
models [50.92854230325576]
キタエフスピンモデルは、自由フェルミオンへの写像を通じて、あるパラメータ状態において正確に解けることで知られている。
古典的なシミュレーションを用いて、このフェルミオン表現を利用する新しい変分アンザッツを探索する。
また、量子コンピュータ上での非アベリアオンをシミュレートするための結果の意味についてもコメントする。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-11T18:00:01Z) - Simulating the Mott transition on a noisy digital quantum computer via
Cartan-based fast-forwarding circuits [62.73367618671969]
動的平均場理論(DMFT)は、ハバードモデルの局所グリーン関数をアンダーソン不純物のモデルにマッピングする。
不純物モデルを効率的に解くために、量子およびハイブリッド量子古典アルゴリズムが提案されている。
この研究は、ノイズの多いデジタル量子ハードウェアを用いたMott相転移の最初の計算を提示する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-10T17:32:15Z) - Hybridized Methods for Quantum Simulation in the Interaction Picture [69.02115180674885]
本研究では,異なるシミュレーション手法をハイブリダイズし,インタラクション・ピクチャー・シミュレーションの性能を向上させるフレームワークを提案する。
これらのハイブリッド化手法の物理的応用は、電気遮断において$log2 Lambda$としてゲート複雑性のスケーリングをもたらす。
力学的な制約を受けるハミルトニアンシミュレーションの一般的な問題に対して、これらの手法は、エネルギーコストを課すために使われるペナルティパラメータ$lambda$とは無関係に、クエリの複雑さをもたらす。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-07T20:01:22Z) - Quantum Simulation of the Bosonic Creutz Ladder with a Parametric Cavity [5.336258422653554]
ハードウェア効率のよいアナログ量子シミュレータとして,マルチモード超伝導パラメトリックキャビティを用いた。
複雑なホッピング相互作用を持つ合成次元の格子を実現する。
複素数値ホッピング相互作用により、例えばゲージポテンシャルやトポロジカルモデルなどをシミュレートすることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-11T14:46:39Z) - Systematic large flavor fTWA approach to interaction quenches in the
Hubbard model [55.2480439325792]
最近導入されたフェルミオン・トランケート・ウィグナー近似(fTWA)を用いた2次元ハバードモデルにおける相互作用クエンチ後の非平衡ダイナミクスについて検討する。
以上の結果から,fTWAは少なくとも予熱力学を含まないことが示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-09T20:59:49Z) - 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)
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。