論文の概要: Quantum anomaly for benchmarking quantum computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.03697v1
• Date: Wed, 04 Mar 2026 03:48:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-05 21:29:15.17369
• Title: Quantum anomaly for benchmarking quantum computing
• Title（参考訳）: 量子コンピューティングのベンチマークのための量子異常
• Authors: Tomoya Hayata, Arata Yamamoto,
• Abstract要約: ゲージ摂動理論における軸アノマリーが理論上のすべての順序に完全であるという事実を利用する。 トラップイオン量子コンピュータ「れいめい」上のZ_N$格子ゲージ理論における異常軸電荷の生成をシミュレートする。 本研究は, 量子コンピュータ上での軸方向異常をシミュレーションし, 量子計算の検証試験として有効であることを示す。
• 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: Given the rapid advances in quantum computing hardware, establishing systematic strategies for verifying the correctness of quantum computations has become increasingly important. Exploiting the fact that the axial anomaly in gauge theories is exact to all orders in perturbation theory, we propose the axial anomaly as a nontrivial benchmark for quantum simulations of lattice gauge theories. We simulate anomalous axial-charge production in ${\mathbb Z}_N$ lattice gauge theories on the trapped-ion quantum computer ``Reimei''. After taking the U(1), infinitesimal time, and infinite volume limits, we successfully reproduce the anomaly coefficient within statistical uncertainties, even without error mitigation. Our results demonstrate that the axial anomaly can be simulated on current quantum computers and serves as a verification test of quantum computations.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングハードウェアの急速な進歩を踏まえ、量子計算の正しさを検証する体系的な戦略を確立することがますます重要になっている。 ゲージ理論における軸アノマリーが摂動理論の全ての順序に完全であるという事実が発覚し、格子ゲージ理論の量子シミュレーションのための非自明なベンチマークとして軸アノマリーを提案する。 我々は、捕捉されたイオン量子コンピュータ ``レイメイ'' 上の格子ゲージ理論において、異常な軸電荷の生成をシミュレートする。 U(1), 無限小時間, 無限体積制限を採った後, 誤差を緩和することなく, 統計的不確実性の中で異常係数を再現することに成功した。 本研究は, 量子コンピュータ上での軸方向異常をシミュレーションし, 量子計算の検証試験として有効であることを示す。

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