論文の概要: Ground state preparation in $(2+1)$-dimensional pure $\mathbb{Z}_2$ lattice gauge theory via deterministic quantum imaginary time evolution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.17874v2
• Date: Tue, 28 Apr 2026 03:07:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-29 16:49:17.485368
• Title: Ground state preparation in $(2+1)$-dimensional pure $\mathbb{Z}_2$ lattice gauge theory via deterministic quantum imaginary time evolution
• Title（参考訳）: 2+1)$次元純$\mathbb{Z}_2$格子ゲージ理論における基底状態の準備
• Authors: Minoru Sekiyama, Lento Nagano,
• Abstract要約: 決定論的量子想像時間進化法 (QITE) を用いて、2+1$次元純$mathbbZ$格子ゲージ理論の基底状態を求める。 決定論的QITEは12括弧系と結合値の相対誤差が0.1%以下であることがわかった。
• 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: In this paper, we apply the deterministic quantum imaginary time evolution (QITE) algorithm to obtain the ground state of a $2+1$-dimensional pure $\mathbb{Z}_2$ lattice gauge theory. We first construct the set of Pauli operators commuting with Gauss's law constraints, generalizing a previous result. This makes the deterministic QITE gauge-invariant and reduces both the measurement and gate costs significantly without adding extra algorithm errors in the QITE. Then, the classical numerical simulation of the deterministic QITE using tensor networks is performed, and the results are compared with the density matrix renormalization group (DMRG) to evaluate the accuracy of the algorithm. Specifically, we investigate the coupling and system size dependence, and find that the deterministic QITE can achieve a relative error of less than $0.1\%$ up to a twelve-plaquette system and coupling values in a regime that we study. Furthermore, the error dependence on the number of time steps is studied and discussed.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、決定論的量子想像時間進化(QITE)アルゴリズムを用いて、2+1$次元純$\mathbb{Z}_2$格子ゲージ理論の基底状態を求める。 まず、ガウスの法則制約で通勤するパウリ作用素の集合を構築し、前の結果を一般化する。 これにより、決定論的QITEゲージ不変性が得られ、QITEに余分なアルゴリズムエラーを加えることなく、測定とゲートコストの両方を著しく削減できる。 次に、テンソルネットワークを用いた決定論的QITEの古典的数値シミュレーションを行い、その結果を密度行列再正規化群(DMRG)と比較し、アルゴリズムの精度を評価する。 具体的には, 結合とシステムサイズ依存性について検討し, 決定論的QITEが12ラケット系までの相対誤差を0.1 %以下に抑えられること, および, 学習体制における結合値について検討する。 さらに,時間ステップ数に対する誤差依存性について検討し,考察した。

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