論文の概要: Studying energy-resolved transport with wavepacket dynamics on quantum computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.16180v1
- Date: Thu, 22 Jan 2026 18:30:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-23 21:37:20.692474
- Title: Studying energy-resolved transport with wavepacket dynamics on quantum computers
- Title（参考訳）: 量子コンピュータにおけるウェーブパケットダイナミクスを用いたエネルギー分解輸送の研究
- Authors: Melody Lee, Roland C. Farrell,
- Abstract要約: 我々は、ウェーブパペットを用いて、エネルギー分解能を改善した輸送特性を探索する。
このアプローチの有用性を実証するため,QuantinuumのH2-2量子コンピュータ上でのウェーブパケットの作成と進化を行った。
我々は、相互作用するフェルミオンの1次元モデルで準粒子波束を作成する量子アルゴリズムを開発することにより、多粒子系にメソッドを拡張した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Probing energy-dependent transport in quantum simulators requires preparing states with tunable energy and small energy variance. Existing approaches often study quench dynamics of simple initial states, such as computational basis states, which are far from energy eigenstates and therefore limit the achievable energy resolution. In this work, we propose using wavepackets to probe transport properties with improved energy resolution. To demonstrate the utility of this approach, we prepare and evolve wavepackets on Quantinuum's H2-2 quantum computer and identify an energy-dependent localization transition in the Anderson model on an 8x7 lattice--a finite-size mobility edge. We observe that a wavepacket initialized at low energy remains spatially localized under time evolution, while a high-energy wavepacket delocalizes, consistent with the presence of a mobility edge. Crucial to our experiments is an error mitigation strategy that infers the noiseless output bit string distribution using maximum-likelihood estimation. Compared to post-selection, this method removes systematic errors and reduces statistical uncertainty by up to a factor of 5. We extend our methods to the many-particle regime by developing a quantum algorithm for preparing quasiparticle wavepackets in a one-dimensional model of interacting fermions. This technique has modest quantum resource requirements, making wavepacket-based studies of transport in many-body systems a promising application for near-term quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 量子シミュレーターにおけるエネルギー依存輸送を求めるには、調整可能なエネルギーと小さなエネルギー分散を持つ状態を用意する必要がある。
既存のアプローチでは、エネルギー固有状態とは程遠い計算基底状態のような単純な初期状態のクエンチダイナミクスをしばしば研究し、達成可能なエネルギー分解を制限している。
本研究では、ウェーブパケットを用いて、エネルギー分解能を向上した輸送特性を探索する。
このアプローチの有用性を実証するために、QuantinuumのH2-2量子コンピュータ上でのウェーブパレットの作成と進化を行い、8x7格子上のアンダーソンモデルにおけるエネルギー依存の局所化遷移(有限サイズのモビリティエッジ)を同定する。
低エネルギーで初期化されたウェーブパケットは時変下で空間的に局所化され、高エネルギーのウェーブパケットはモビリティエッジの存在と整合して非局在化する。
我々の実験にとって重要なことは、最大線量推定を用いてノイズのない出力ビット列分布を推定する誤差緩和戦略である。
選択後と比較して, 系統的誤りを除去し, 統計的不確実性を最大5。
我々は、相互作用するフェルミオンの1次元モデルで準粒子波束を作成する量子アルゴリズムを開発することにより、多粒子系にメソッドを拡張した。
この技術は、控えめな量子リソース要件を持ち、ウェーブパレットに基づく多体系における輸送の研究を、短期量子コンピュータの有望な応用にしている。
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