論文の概要: Dynamics of disordered quantum systems with two- and three-dimensional tensor networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.05693v1
- Date: Fri, 07 Mar 2025 18:58:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-10 12:21:57.753860
- Title: Dynamics of disordered quantum systems with two- and three-dimensional tensor networks
- Title（参考訳）: 2次元および3次元テンソルネットワークを持つ乱量子系のダイナミクス
- Authors: Joseph Tindall, Antonio Mello, Matt Fishman, Miles Stoudenmire, Dries Sels,
- Abstract要約: 2次元および3次元テンソルネットワークは、格子上のイジングスピングラスの量子アニールダイナミクスを正確に、効率的にシミュレートできることを示す。
この結果から, テンソルネットワークは2次元および3次元の量子力学をシミュレーションする上で, 実現可能な手法であることが示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Quantum spin glasses form a good testbed for studying the performance of various quantum annealing and optimization algorithms. In this work we show how two- and three-dimensional tensor networks can accurately and efficiently simulate the quantum annealing dynamics of Ising spin glasses on a range of lattices. Such dynamics were recently simulated using D-Wave's Advantage$2$ system [arXiv:2403.00910] and, following extensive comparison to existing numerical methods, claimed to be beyond the reach of classical computation. Here we show that by evolving lattice-specific tensor networks with simple belief propagation to keep up with the entanglement generated during the time evolution and then extracting expectation values with more sophisticated variants of belief propagation, state-of-the-art accuracies can be reached with modest computational resources. The scalability of our simulations allows us to verify the universal physics present in the system and extract a value for the associated Kibble-Zurek exponent which agrees with recent values obtained in literature. Our results demonstrate that tensor networks are a viable approach for simulating large scale quantum dynamics in two and three dimensions on classical computers, and algorithmic advancements are expected to expand their applicability going forward.
- Abstract（参考訳）: 量子スピングラスは、様々な量子アニールおよび最適化アルゴリズムの性能を研究するための良いテストベッドを形成する。
本研究では、2次元および3次元テンソルネットワークが、イジングスピングラスの格子上での量子アニールダイナミクスを正確に、効率的にシミュレートする方法を示す。
このような力学は、D-Waveのアドバンテージ$2$システム [arXiv:2403.00910] を用いてシミュレートされ、既存の数値法と比較した結果、古典計算の範囲を超えていると主張した。
ここでは、単純な信念伝播を伴う格子特異的テンソルネットワークを進化させ、時間進化の間に生じる絡み合いに追従し、より洗練された信念伝播の変種で期待値を抽出することにより、最先端の精度を控えめな計算資源で達成できることを示す。
シミュレーションのスケーラビリティにより、システムに存在する普遍物理学を検証し、文献で得られた最近の値と一致する関連するキブル・ズレック指数の値を抽出することができる。
この結果から, テンソルネットワークは2次元および3次元の大規模量子力学をシミュレーションするための有効な手法であり, アルゴリズムの進歩が今後の適用可能性を高めることが期待できる。
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