論文の概要: Measurement-based simulation of lattice gauge theory dynamics with adaptive quantum circuits on a trapped-ion processor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.04290v1
- Date: Tue, 04 Aug 2026 23:48:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-06 14:48:43.662876
- Title: Measurement-based simulation of lattice gauge theory dynamics with adaptive quantum circuits on a trapped-ion processor
- Title（参考訳）: トラップイオンプロセッサ上の適応量子回路を用いた格子ゲージ理論の計測に基づくシミュレーション
- Authors: Hiroki Sukeno, Enrico Rinaldi, Takuya Okuda,
- Abstract要約: 測定に基づく量子シミュレーション(MBQS)
格子ゲージ理論における実時間力学の最初の実験的実現
MBQSは,今日のハードウェア上での格子場理論をシミュレートするための,実行可能な対称性を考慮したアーキテクチャであることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2446948464551684
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Measurement-based quantum simulation (MBQS)---a recently proposed architecture for simulating lattice gauge theories---implements Hamiltonian dynamics by consuming a model-specific entangled resource state with adaptive mid-circuit measurements, rather than by a gate-based circuit. The local constraints in lattice gauge theories are mirrored by the higher-form symmetries of the resource state. Here we report, to our knowledge, the first experimental realization of MBQS of real-time dynamics in the $(2+1)$-dimensional $\mathbb{Z}_2$ gauge theory using the Quantinuum System Model H2 trapped-ion processor. We observe coherent evolution of gauge-invariant observables on $2\times2$ and $3\times3$ spatial lattices, consuming virtual three-dimensional cluster states of 200 and 288 resource-state qubits that are generated from instantaneous blocks of 48 and 54 qubits within the 56-qubit register by measurement, reset, and re-entanglement. The measurement record that drives the evolution simultaneously provides one-form-symmetry syndromes at no additional cost, enabling postselection that strongly suppresses observed Gauss-law violations and improves aggregate agreement with ideal Trotterized dynamics. Our results demonstrate that MBQS is a viable, symmetry-aware architecture for simulating lattice field theories on present-day hardware.
- Abstract（参考訳）: 測定に基づく量子シミュレーション(MBQS) - 最近提案された格子ゲージ理論をシミュレートするアーキテクチャー--ゲートベースの回路ではなく、適応的な中間回路の測定でモデル固有の絡み合った資源状態を使用することでハミルトン力学を実装。
格子ゲージ理論の局所的制約は、資源状態の高次対称性によって反映される。
本稿では,2+1)$-dimensional $\mathbb{Z}_2$ gauge theory における実時間力学のMBQSを量子系モデル H2 トラップイオンプロセッサを用いて初めて実験的に実現したことを報告する。
56量子ビットレジスタ内の48および54量子ビットの即時ブロックから生成される200および288個の資源状態量子ビットの仮想3次元クラスタ状態を計測、リセット、再エンタングルメントによって消費する。
進化を同時に進める測定記録は、一形態対称性症候群を追加のコストで提供し、観察されたガウス則違反を強く抑制し、理想的なトロッター化ダイナミクスとの集合的一致を改善するポストセレクションを可能にする。
MBQSは,今日のハードウェア上での格子場理論をシミュレートするための,実行可能な対称性を考慮したアーキテクチャであることを示す。
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