論文の概要: First Computation of Entanglement Dynamics in the SYK Model on Quantum Computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.18580v1
- Date: Mon, 24 Mar 2025 11:37:26 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-25 14:33:22.825119
- Title: First Computation of Entanglement Dynamics in the SYK Model on Quantum Computers
- Title（参考訳）: 量子コンピュータ上のSYKモデルにおける絡み合いの第一計算
- Authors: Talal Ahmed Chowdhury, Kwangmin Yu, Raza Sabbir Sufian,
- Abstract要約: 我々は、IBMの超伝導量子コンピュータを用いて、SYKハミルトニアンの下での絡み合いエントロピー成長を初めて測定した。
我々は、スワップベースの多体干渉プロトコルの最適化版を実装し、IBMの限られた量子ビット接続による課題を軽減する。
量子マルチプログラミングによってこれらの量子回路を並列化することで、この課題に初めて取り組む。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: The Sachdev-Ye-Kitaev (SYK) model, fundamental to quantum chaos, many-body physics, and holographic duality, features random all-to-all quartic or higher-order interactions, exhibiting both maximal chaos and exact solvability--yet its entanglement entropy has remained challenging and never been measured on a real quantum device. We overcome this limitation by presenting the first measurement of entanglement entropy growth under the SYK Hamiltonian using IBM's superconducting quantum computer. We implement an optimized version of swap-based many-body interference protocol, alleviating the challenges posed by IBM's limited qubit connectivity. Additionally, to reduce the statistical uncertainty in the randomized measurement protocol, we expand the unitary ensemble, which increases the volume of quantum circuits that are difficult to execute on current quantum computers. We tackle this challenge for the first time by parallelizing these quantum circuits through quantum multi-programming--establishing a foundation for how tailored innovations reveal complex quantum dynamics within current hardware constraints.
- Abstract（参考訳）: 量子カオス、多体物理学、ホログラフィック双対性の基本であるSachdev-Ye-Kitaev(SYK)モデルは、最大カオスと正確な可解性の両方を示すランダムな全対四次相互作用を特徴としている。
我々は、IBMの超伝導量子コンピュータを用いて、SYKハミルトニアンの下での絡み合いエントロピー成長の最初の測定をすることで、この制限を克服する。
我々は、スワップベースの多体干渉プロトコルの最適化版を実装し、IBMの限られた量子ビット接続による課題を軽減する。
さらに、ランダム化測定プロトコルにおける統計的不確実性を低減するため、現在の量子コンピュータでは実行が困難である量子回路の体積を増大させるユニタリアンサンブルを拡張した。
量子マルチプログラミングにより、これらの量子回路を並列化することで、この課題に初めて取り組む。
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