論文の概要: Improved Ising Meson Spectroscopy Simulation on a Noisy Digital Quantum Device

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.02516v1
• Date: Tue, 02 Dec 2025 08:16:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-03 21:04:45.782517
• Title: Improved Ising Meson Spectroscopy Simulation on a Noisy Digital Quantum Device
• Title（参考訳）: ノイズ量子デバイスにおけるイジング中間子分光法の改良
• Authors: Hao-Ti Hung, Isabel Nha Minh Le, Johannes Knolle, Ying-Jer Kao,
• Abstract要約: 2つの異なる誤差耐性回路構築手法を用いて、閉じ込められた励起の分光を改良した。 ハードウェアノイズにもかかわらず,$E_8$対称性のキーシグネチャの同定に成功した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.003004180595230273
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The transverse-field Ising model serves as a paradigm for studying confinement and excitation spectra, particularly the emergence of $E_8$ symmetry near criticality. However, experimentally resolving the Ising meson spectroscopy required to verify these symmetries is challenging on near-term quantum hardware due to the depth of circuits required for real-time evolution. Here, we demonstrate improved spectroscopy of confined excitations using two distinct error-resilient circuit construction techniques on the IBM Torino device: first-order Trotter decomposition utilizing native fractional gates, and a tensor-network-based circuit compression via Riemannian optimization. By analyzing the Fourier spectrum of error-mitigated time-series data, we successfully identify key signatures of $E_8$ symmetry despite hardware noise. These results validate the viability of both circuit compression and hardware-efficient compilation for probing complex topological phenomena on NISQ devices.
• Abstract（参考訳）: 横場イジングモデル(英語版)は、閉じ込めと励起スペクトルの研究のパラダイムとして機能し、特に臨界付近で$E_8$対称性が出現する。 しかし、これらの対称性を検証するのに必要なイジング中間子分光を実験的に解決することは、リアルタイム進化に必要な回路の深さのため、短期量子ハードウェアでは困難である。 そこで我々は,IBM Torino デバイス上での2つの異なるエラー耐性回路構築手法を用いて,有極分数ゲートを用いた一階トロッタ分解と,リーマン最適化によるテンソルネットワークに基づく回路圧縮を改良した。 誤差緩和時系列データのフーリエスペクトルを解析することにより,ハードウェアノイズにもかかわらず,$E_8$対称性のキーシグネチャの同定に成功した。 これらの結果は, NISQデバイス上での複雑なトポロジ現象の探索において, 回路圧縮とハードウェア効率の両立が可能であることを検証した。

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