論文の概要: Approximate Error Correction for Quantum Simulations of SU(2) Lattice Gauge Theories
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.26819v1
- Date: Thu, 26 Mar 2026 21:43:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-31 23:18:44.641292
- Title: Approximate Error Correction for Quantum Simulations of SU(2) Lattice Gauge Theories
- Title（参考訳）: SU(2)格子ゲージ理論の量子シミュレーションにおける近似誤差補正
- Authors: Zachary P. Bradshaw,
- Abstract要約: SU(2)格子ゲージ理論の量子シミュレーションにおいて,ガウス法違反を積極的に抑制するためのプロトコルを提案する。
このプロトコルは、現在の超伝導ハードウェアに代表されるノイズレートにおいて、ゲージ不変性を回復し、忠実性を向上させることを示す。
- 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: We present a protocol for actively suppressing Gauss law violations in quantum simulations of SU(2) lattice gauge theory. The protocol uses mid-circuit measurements to extract a characterization of the gauge-violation sector at each lattice vertex, resolving both the total angular momentum and magnetic quantum numbers of the violation via a group quantum Fourier transform. Syndrome-conditional recovery operations map the state back to the gauge-invariant subspace through an iterative sweep over vertices, a procedure we call gauge cooling. We show that while the Knill-Laflamme conditions are not generically satisfied at vertices with nontrivial singlet multiplicity, every single-qubit error is detected by the gauge syndrome. We demonstrate gauge cooling on a single-plaquette simulation of the Kogut-Susskind Hamiltonian truncated to the spin-$1/2$ representation under depolarizing and amplitude damping noise, showing that the protocol restores gauge invariance and improves fidelity at noise rates representative of current superconducting hardware.
- Abstract（参考訳）: SU(2)格子ゲージ理論の量子シミュレーションにおいて,ガウス法違反を積極的に抑制するためのプロトコルを提案する。
このプロトコルは、各格子頂点におけるゲージ違反セクターの特性を抽出するために、中間回路の測定を用いており、グループ量子フーリエ変換によって、違反の角運動量と磁気量子数の両方を解決している。
シンドローム条件回復操作は、状態をゲージ不変部分空間に、頂点上の反復的なスイープを通してマッピングする。
Knill-Laflamme条件は、非自明な一重項多重度を持つ頂点において汎用的に満たされないが、ゲージシンドロームにより全ての単一ビット誤りが検出されることを示す。
偏極および振幅減衰雑音下でのスピン-1/2$の表現に切り替わるコグト・ススキンド・ハミルトンの単一プランケットシミュレーションにおけるゲージ冷却を実証し、このプロトコルがゲージ不変性を回復し、現在の超伝導ハードウェアに代表されるノイズレートでの忠実性を向上させることを示した。
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