論文の概要: Bang-bang preparation of a quantum many-body ground state in a finite lattice: optimization of the algorithm with a tensor network

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.08226v1
• Date: Tue, 13 May 2025 05:01:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-14 20:57:54.425151
• Title: Bang-bang preparation of a quantum many-body ground state in a finite lattice: optimization of the algorithm with a tensor network
• Title（参考訳）: 有限格子における量子多体基底状態のバンバン準備-テンソルネットワークを用いたアルゴリズムの最適化
• Authors: Ihor Sokolov, Jacek Dziarmaga,
• Abstract要約: bang-bang (BB) アルゴリズムは格子量子多体ハミルトンの基底状態を作成する。 1次元と2次元のテンソルネットワークでアルゴリズムを最適化する。 本稿では, 行列積状態 (MPS) と対交射影状態 (PEPS) を用いて, 量子臨界点付近の1Dおよび2D量子イジングモデルでそれぞれ手順を検証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A bang-bang (BB) algorithm prepares the ground state of a lattice quantum many-body Hamiltonian $H=H_1+H_2$ by evolving an initial product state alternating between $H_1$ and $H_2$. We optimize the algorithm with tensor networks in one and two dimensions. The optimization has two stages. In stage one, a shallow translationally-invariant circuit is optimized in an infinite lattice. In stage two, the infinite-lattice gate sequence is used as a starting point for a finite lattice where it remains optimal in the bulk. The prepared state requires optimization only at its boundary, within a healing length from lattice edges, and the gate sequence needs to be modified only within the causal cone of the boundary. We test the procedure in the 1D and 2D quantum Ising model near its quantum critical point employing, respectively, the matrix product state (MPS) and the pair-entangled projected state (PEPS). At the boundary already the infinite-lattice sequence turns out to provide a more accurate state than in the bulk.
• Abstract（参考訳）: バンバン(BB)アルゴリズムは、格子量子多体ハミルトン$H=H_1+H_2$の基底状態を作成し、初期積状態が$H_1$と$H_2$の間で交互に変化する。 1次元と2次元のテンソルネットワークでアルゴリズムを最適化する。 最適化には2つの段階がある。 ステージ1では、浅い翻訳不変回路を無限格子で最適化する。 ステージ2では、無限格子ゲート列は、バルク内で最適である有限格子の出発点として使用される。 準備された状態は、その境界でのみ最適化が必要であり、格子縁からの治癒長さ内であり、ゲートシーケンスは境界の因果円錐内でのみ変更する必要がある。 本研究では, 行列積状態 (MPS) と対交射影状態 (PEPS) を用いて, 量子臨界点付近の1Dおよび2D量子イジングモデルでそれぞれ手順を検証した。 境界において、既に無限格子列はバルクよりも正確な状態であることが判明した。

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