論文の概要: Simulation of Fermionic circuits using Majorana Propagation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.18939v1
• Date: Mon, 24 Mar 2025 17:58:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-25 14:35:02.336605
• Title: Simulation of Fermionic circuits using Majorana Propagation
• Title（参考訳）: マヨラナ伝搬を用いたフェルミオン回路のシミュレーション
• Authors: Aaron Miller, Zoë Holmes, Özlem Salehi, Rahul Chakraborty, Anton Nykänen, Zoltán Zimborás, Adam Glos, Guillermo García-Pérez,
• Abstract要約: Majorana Propagationは、フェルミオン回路の古典的なシミュレーションのためのアルゴリズムフレームワークである。 観測可能なハイゼンベルクの進化を通して連続的なトランケーションを適用することで機能する。 量子化学や凝縮物質に関連するフェルミオン系をシミュレートするために用いられる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5661403709207713
• License:
• Abstract: We introduce Majorana Propagation, an algorithmic framework for the classical simulation of Fermionic circuits. Inspired by Pauli Propagation, Majorana Propagation operates by applying successive truncations throughout the Heisenberg evolution of the observable. We identify monomial length as an effective truncation strategy for typical, unstructured circuits by proving that high-length Majorana monomials are exponentially unlikely to contribute to expectation values and the backflow of high-length monomials to lower-length monomials is quadratically suppressed. Majorana Propagation can be used either independently, or in conjunction with quantum hardware, to simulate Fermionic systems relevant to quantum chemistry and condensed matter. We exemplify this by using Majorana Propagation to find circuits that approximate ground states for strongly correlated systems of up to 52 Fermionic modes. Our results indicate that Majorana Propagation is orders of magnitude faster and more accurate than state-of-the-art tensor-network-based circuit simulators.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,フェルミオン回路の古典的シミュレーションのためのアルゴリズムフレームワークであるMajorana Propagationを紹介する。 パウリ・プロパゲーションにインスパイアされたマヨラナ・プロパゲーションは、観測可能なハイゼンベルクの進化を通して連続的なトランケーションを適用して機能する。 本研究では, モノミアル長が期待値に指数関数的に寄与しないことを示すことによって, 典型的な非構造回路において, モノミアル長を効果的にトラクション戦略とみなし, 高長モノミアルから低長モノミアルへの逆流が2次的に抑制されることを証明した。 マヨラナの伝播は、独立に、または量子ハードウェアと組み合わせて、量子化学や凝縮物質に関連するフェルミオン系をシミュレートするために用いられる。 我々はMajorana Propagationを用いて、52のフェルミオンモードの強い相関系の基底状態を近似する回路を見つけることでこれを実証する。 以上の結果から,Majorana Propagationは最先端のテンソルネットワークベース回路シミュレータよりも桁違いに高速かつ精度が高いことが示唆された。

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