論文の概要: Comparison of encoding schemes for quantum computing of $S > 1/2$ spin chains

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.18838v1
• Date: Wed, 26 Feb 2025 05:26:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-27 15:24:46.388675
• Title: Comparison of encoding schemes for quantum computing of $S > 1/2$ spin chains
• Title（参考訳）: S>1/2$スピン鎖の量子計算における符号化方式の比較
• Authors: Erik Lötstedt, Kaoru Yamanouchi,
• Abstract要約: スピン鎖の量子計算のための4つの異なる符号化スキームをスピン量子数$S>1/2$と比較する。 3つの異なる量子ビット符号化方式は、閉じ込められたイオン量子コンピュータを用いて1/2 le S le 5/2$のハミルトンシミュレーションによって評価される。
• 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: We compare four different encoding schemes for the quantum computing of spin chains with a spin quantum number $S>1/2$: a compact mapping, a direct (or one-hot) mapping, a Dicke mapping, and a qudit mapping. The three different qubit encoding schemes are assessed by conducting Hamiltonian simulation for $1/2 \le S \le 5/2$ using a trapped-ion quantum computer. The qudit mapping is tested by running simulations with a simple noise model. The Dicke mapping, in which the spin states are encoded as superpositions of multi-qubit states, is found to be the most efficient because of the small number of terms in the qubit Hamiltonian. We also investigate the $S$-dependence of the time step length $\Delta\tau$ in the Suzuki-Trotter approximation and find that, in order to obtain the same accuracy for all $S$, $\Delta\tau$ should be inversely proportional to $S$.
• Abstract（参考訳）: スピン鎖の量子計算のための4つの異なる符号化スキームをスピン量子数$S>1/2$:コンパクト写像、ダイレクト(またはワンホット)写像、ディック写像、およびクディット写像と比較する。 3つの異なる量子ビット符号化スキームは、ハミルトニアンシミュレーションにより、1/2 \le S \le 5/2$の量子コンピュータを用いて評価される。 quditマッピングは、単純なノイズモデルでシミュレーションを実行することでテストされる。 スピン状態が多重量子状態の重ね合わせとして符号化されるディック写像は、量子ハミルトニアンの項数が少なかったために最も効率的であることが分かる。 また、スズキ・トロッター近似の時間ステップ長$\Delta\tau$の$S$依存性を調べ、すべての$S$に対して同じ精度を得るためには、$\Delta\tau$は$S$に逆比例するべきであることを確かめる。

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