Simulering af gauge-teorier med variationskvante-egenopløsere i superledende mikrobølgehulrum

Genudgivet af Platon

Abonnenter: 0

Jinglei Zhang^1,2, Ryan Ferguson^1,2, Stefan Kühn³, Jan F. Haase^1,2,4CM Wilson^1,5, Karl Jansen⁶og Christine A. Muschik^1,2,7

¹Institute for Quantum Computing, University of Waterloo, Waterloo, Ontario N2L 3G1, Canada
²Institut for Fysik og Astronomi, University of Waterloo, Waterloo, Ontario N2L 3G1, Canada
³Beregningsbaseret videnskabs- og teknologiforskningscenter, Cyprus Institute, 20 Kavafi Street, 2121 Nicosia, Cypern
⁴Institut for Teoretisk Fysik og IQST, Universität Ulm, Albert-Einstein-Allee 11, D-89069 Ulm, Tyskland
⁵Department of Electrical and Computer Engineering, University of Waterloo, Waterloo, Ontario N2L 3G1, Canada
⁶NIC, DESY Zeuthen, Platanenallee 6, 15738 Zeuthen, Tyskland
⁷Perimeter Institute for Theoretical Physics, Waterloo, Ontario N2L 2Y5, Canada

Finder du denne artikel interessant eller vil du diskutere? Scite eller efterlade en kommentar på SciRate.

Abstrakt

Kvanteforbedrede computermetoder er lovende kandidater til at løse aktuelt vanskelige problemer. Vi betragter her en variationel kvanteegenopløser (VQE), der uddelegerer kostbare tilstandsforberedelser og målinger til kvantehardware, mens klassiske optimeringsteknikker guider kvantehardwaren til at skabe en ønsket måltilstand. I dette arbejde foreslår vi en bosonisk VQE ved hjælp af superledende mikrobølgehulrum, der overvinder den typiske begrænsning af et lille Hilbert-rum, når VQE er qubit-baseret. Den overvejede platform giver mulighed for stærke ikke-lineariteter mellem fotontilstande, som er meget tilpasselige og kan tunes in situ, dvs. under kørende eksperimenter. Vores forslag giver derfor mulighed for realisering af en bred vifte af bosoniske ansatz-tilstande, og er derfor især nyttig, når man simulerer modeller, der involverer frihedsgrader, der ikke blot kan kortlægges til qubits, såsom gauge-teorier, der inkluderer komponenter, der kræver uendelig-dimensionel Hilbert mellemrum. Vi foreslår derfor eksperimentelt at anvende denne bosoniske VQE på U(1) Higgs-modellen, herunder en topologisk term, som generelt introducerer et tegnproblem i modellen, hvilket gør den uoverskuelig med konventionelle Monte Carlo-metoder.

Populært resumé

Gauge-teorier er en grundlæggende del af moderne fysik, især udgør de det teoretiske grundlag for Standardmodellen, som er den bedste beskrivelse, vi har til dato af elementarpartikler og deres interaktioner, bortset fra tyngdekraften. En fremtrædende succes for standardmodellen er Higgs-mekanismen, som forklarer, hvordan gauge-bosoner opnår deres masser; dette blev eksperimentelt bekræftet af opdagelsen af Higgs-partiklen annonceret i 2013 på CERN. Da gauge-teorier er kvanteteorier, tilbyder kvantecomputere en spændende mulighed for at forstå dem dybere, end hvad vi har været i stand til indtil nu.

I dette arbejde foreslår vi at bruge fotoner i superledende mikrobølgehulrum som en ny kvanteplatform til at studere måleteorier. Mens mange kvanteberegningsplatforme er baseret på qubits, som har to tilgængelige tilstande, er fotonerne i et mikrobølgehulrum et højere dimensionelt system, der kan udnyttes til beregningen. Dette er især relevant, fordi bosoniske felter har iboende højdimensionelle elementer, og den seneste teknologiske udvikling giver os et fremragende niveau af kontrol og variation af interaktioner mellem mikrobølgefotonerne.

Den teori, vi vælger at studere, kaldes en U(1) Higgs-model med et topologisk udtryk. Denne teori indeholder rig og emblematisk fysik, som vi simulerer via en hybrid kvante-klassisk algoritme kaldet en variationel kvante egensolver (VQE). Denne protokol bruger kvanteplatformen, i vores tilfælde mikrobølgehulrummet, til at udføre evalueringer, der er klassisk hårde, og en klassisk computer til at udføre en variationsoptimering, der er robust over for fejl. Vi viser, at en VQE er i stand til at beregne modellens laveste energitilstand for en række parametre, hvilket giver os mulighed for at studere forskellige faser af systemet, som har en kvalitativt forskellig adfærd.

Vi diskuterer detaljeret og viser, at den kvantealgoritme, vi udviklede, er eksperimentelt tilgængelig, den studerer en gauge-teori, som ikke ville være tilgængelig med klassiske metoder alene, og den åbner op for mange nye muligheder for at videreudvikle kvantesimuleringer til gauge-teorier.

► BibTeX-data

@article{Zhang2023simulatinggauge, doi = {10.22331/q-2023-10-23-1148}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-10-23-1148}, title = {Simulating gauge teorier med variationelle kvanteegenopløsere i superledende mikrobølgehulrum}, forfatter = {Zhang, Jinglei og Ferguson, Ryan og K{“{u}}hn, Stefan og Haase, Jan F. og Wilson, CM og Jansen, Karl og Muschik, Christine A.}, tidsskrift = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, udgiver = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, bind = {7}, sider = {1148}, måned = okt, år = {2023} }

► Referencer

[1] E. Farhi, J. Goldstone og S. Gutmann. "En omtrentlig kvanteoptimeringsalgoritme" (2014). arXiv:1411.4028.
arXiv: 1411.4028

[2] JR McClean, J. Romero, R. Babbush og A. Aspuru-Guzik. "Teorien om variationelle hybride kvante-klassiske algoritmer". Ny J. Phys. 18, 023023 (2016).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/2/023023

[3] J. Preskill. "Quantum Computing i NISQ-æraen og derefter". Quantum 2, 79 (2018).
https://doi.org/10.22331/q-2018-08-06-79

[4] M. Cerezo, A. Arrasmith, R. Babbush, SC Benjamin, S. Endo, K. Fujii, JR McClean, K. Mitarai, X. Yuan, L. Cincio og PJ Coles. "Variationelle kvantealgoritmer". Nat. Rev. Phys. 3, 625-644 (2021).
https://doi.org/10.1038/s42254-021-00348-9

[5] C. Muschik, M. Heyl, E. Martinez, T. Monz, P. Schindler, B. Vogell, Marcello Dalmonte, P. Hauke, R. Blatt og P. Zoller. "U(1) Wilson lattice gauge teorier i digitale kvantesimulatorer". Ny J. Phys. 19, 103020 (2017).
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/aa89ab

[6] A. Kandala, A. Mezzacapo, K. Temme, M. Takita, M. Brink, JM Chow og JM Gambetta. "Hardwareeffektiv variationskvanteegenopløser til små molekyler og kvantemagneter". Nature 549, 242 (2017).
https:///doi.org/10.1038/nature23879

[7] C. Kokail, C. Maier, R. van Bijnen, T. Brydges, MK Joshi, P. Jurcevic, CA Muschik, P. Silvi, R. Blatt, CF Roos og P. Zoller. "Selvverificerende variationskvantesimulering af gittermodeller". Nature 569, 355-360 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1177-4

[8] N. Klco, EF Dumitrescu, AJ McCaskey, TD Morris, RC Pooser, M. Sanz, E. Solano, P. Lougovski og MJ Savage. "Kvante-klassisk beregning af schwinger-modeldynamik ved hjælp af kvantecomputere". Phys. Rev. A 98, 032331 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.98.032331

[9] A. Mezzacapo, E. Rico, C. Sabín, I. Egusquiza, L. Lamata og E. Solano. "Ikke-abelske SU(2) gittermålerteorier i superledende kredsløb". Phys. Rev. Lett. 115, 240502 (2015).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.240502

[10] B. Yang, H. Sun, R. Ott, H.-Y. Wang, TV Zache, JC Halimeh, Z.-S. Yuan, P. Hauke og J.-W. Pande. "Observation af måleinvarians i en 71-site Bose-Hubbard kvantesimulator". Nature 587, 392-396 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41586-020-2910-8

[11] N. Klco, MJ Savage og JR Stryker. "SU(2) non-Abelian gauge field theory in one dimension on digitale kvantecomputere". Phys. Rev. D 101, 074512 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevD.101.074512

[12] YY Atas, J. Zhang, R. Lewis, A. Jahanpour, JF Haase og CA Muschik. "SU(2) hadroner på en kvantecomputer via en variationstilgang". Nat. Commun. 12, 6499 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41467-021-26825-4

[13] L. Lumia, P. Torta, GB Mbeng, GE Santoro, E. Ercolessi, M. Burrello og MM Wauters. "Todimensionel $mathbb{Z}_{2}$ Lattice Gauge Theory on a Near-Term Quantum Simulator: Variationel kvanteoptimering, indeslutning og topologisk orden". PRX Quantum 3, 020320 (2022).
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.020320

[14] Z.-Y. Zhou, G.-X. Su, JC Halimeh, R. Ott, H. Sun, P. Hauke, B. Yang, Z.-S. Yuan, J. Berges og J.-W. Pande. "Termaliseringsdynamik af en måleteori på en kvantesimulator". Science 377, 311-314 (2022).
https://doi.org/10.1126/science.abl6277

[15] CWS Chang, M. Simoen, J. Aumentado, C. Sabín, P. Forn-Díaz, AM Vadiraj, F. Quijandria, G. Johansson, I. Fuentes og CM Wilson. "Generering af multimode indviklede mikrobølger med et superledende parametrisk hulrum". Phys. Rev. App. 10, 044019 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevApplied.10.044019

[16] H. Alaeian, CWS Chang, MV Moghaddam, CM Wilson, E. Solano og E. Rico. "Oprettelse af gittermålerpotentialer i kredsløb QED: Den bosoniske Creutz-stige". Phys. Rev. A 99, 053834 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.99.053834

[17] CWS Chang, C. Sabín, P. Forn-Díaz, F. Quijandria, AM Vadiraj, I. Nsanzineza, G. Johansson og CM Wilson. "Observation af tre-foton spontan parametrisk nedkonvertering i et superledende parametrisk hulrum". Phys. Rev. X 10, 011011 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.10.011011

[18] JS Hung, JH Busnaina, CS Chang, A. Vadiraj, I. Nsanzineza, E. Solano, H. Alaeian, E. Rico og C. Wilson. "Kvantesimulering af den bosoniske Creutz-stige med et parametrisk hulrum". Phys. Rev. Lett. 127, 100503 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.100503

[19] A. Vrajitoarea, Z. Huang, P. Groszkowski, J. Koch og AA Houck. "Kvantekontrol af en oscillator ved hjælp af en stimuleret Josephson ikke-linearitet". Nat. Phys. 16, 211-217 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41567-019-0703-5

[20] T. Sulejmanpasic og C. Gattringer. "Abelske gauge-teorier på gitteret: $theta$-Terms og kompakt gauge-teori med (uden) monopoler". Nucl. Phys. B 943, 114616 (2019).
https:///doi.org/10.1016/j.nuclphysb.2019.114616

[21] C. Gattringer, D. Göschl og T. Sulejmanpašić. "Dobbelt simulering af 2d U(1) gauge Higgs-modellen ved topologisk vinkel $theta = pi$: Kritisk endepunktsadfærd". Nucl. Phys. B 935, 344-364 (2018).
https:///doi.org/10.1016/j.nuclphysb.2018.08.017

[22] D. Göschl, C. Gattringer og T. Sulejmanpasic. "Det kritiske endepunkt i 2-d U(1) gauge-Higgs-modellen ved topologisk vinkel $theta=pi$". PoS LATTICE2018, 226 (2018).
https:///doi.org/10.22323/1.334.0226

[23] S. Dar. "The Neutron EDM in the SM: A Review" (2000). arXiv:hep-ph/0008248.
arXiv:hep-ph/0008248

[24] M. Pospelov og A. Ritz. "Elektriske dipolmomenter som sonder for ny fysik". Ann. Phys. 318, 119 (2005).
https:///doi.org/10.1016/j.aop.2005.04.002

[25] AG Cohen, D. Kaplan og A. Nelson. "Fremskridt i elektrosvag baryogenese". Ann. Rev. Nucl. En del. Sci. 43, 27-70 (1993).
https:///doi.org/10.1146/annurev.ns.43.120193.000331

[26] I. Ichinose og T. Matsui. "Gittermåleteori for kondenseret stoffysik: ferromagnetisk superledning som dets eksempel". Mod. Phys. Lett. B 28, 1430012 (2014).
https://doi.org/10.1142/s0217984914300129

[27] Z. Komargodski, A. Sharon, R. Thorngren og X. Zhou. "Kommentarer til Abelian Higgs-modeller og vedvarende orden". SciPost Phys. 6, 3 (2019).
https:///doi.org/10.21468/SciPostPhys.6.1.003

[28] S. Coleman. "Mere om den massive Schwinger-model". Annals of Physics 101, 239-267 (1976).
https://doi.org/10.1016/0003-4916(76)90280-3

[29] C. Adam. "Massiv schwinger-model inden for masseforstyrrelsesteori". Ann. Phys. 259, 1-63 (1997).
https:///doi.org/10.1006/aphy.1997.5697

[30] TMR Byrnes, P. Sriganesh, RJ Bursill og CJ Hamer. "Densitetsmatrix-renormaliseringsgruppetilgang til den massive Schwinger-model". Phys. Rev. D 66, 013002 (2002).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevD.66.013002

[31] B. Buyens, S. Montangero, J. Haegeman, F. Verstraete og K. Van Acoleyen. "Finite-repræsentation tilnærmelse af gittermåleteorier ved kontinuumgrænsen med tensornetværk". Phys. Rev. D 95, 094509 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevD.95.094509

[32] TV Zache, N. Mueller, JT Schneider, F. Jendrzejewski, J. Berges og P. Hauke. "Dynamiske topologiske overgange i den massive schwinger-model med et ${theta}$-udtryk". Phys. Rev. Lett. 122, 050403 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.050403

[33] L. Funcke, K. Jansen og S. Kühn. "Topologisk vakuumstruktur af schwinger-modellen med matrixprodukttilstande". Phys. Rev. D 101, 054507 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevD.101.054507

[34] M. Anosova, C. Gattringer, D. Göschl, T. Sulejmanpasic og P. Torek. "Topologiske termer i abelske gitterfeltteorier". PoS LATTICE2019, 082 (2019).
https:///doi.org/10.22323/1.363.0082

[35] D. Göschl. "Dobbelt simulering af den masseløse gitter-schwinger-model med topologisk term og ikke-nul kemisk potentiale". EPJ Web Conf. 175, 07002 (2018).
https:///doi.org/10.1051/epjconf/201817507002

[36] A. Kan, L. Funcke, S. Kühn, L. Dellantonio, J. Zhang, JF Haase, CA Muschik og K. Jansen. "Undersøgelse af et $(3+1)mathrm{D}$ topologisk $theta$-udtryk i Hamiltons formulering af gittermålteorier til kvante- og klassiske simuleringer". Phys. Rev. D 104, 034504 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevD.104.034504

[37] E. Fradkin og SH Shenker. "Fasediagrammer af gittermåleteorier med Higgs-felter". Phys. Rev. D 19, 3682 (1979).
https:///doi.org/10.1103/physrevd.19.3682

[38] DRT Jones, J. Kogut og DK Sinclair. "Elektrodynamik af den plane model: Dens fasediagram, kontinuumgrænse og massespektrum". Phys. Rev. D 19, 1882-1905 (1979).
https:///doi.org/10.1103/physrevd.19.1882

[39] D. González-Cuadra, E. Zohar og JI Cirac. "Kvantesimulering af Abelian-Higgs gittermålerteori med ultrakolde atomer". Ny J. Phys. 19, 063038 (2017).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/aa6f37

[40] F. Verstraete, V. Murg og J. Cirac. "Matrix-produkttilstande, projekterede sammenfiltrede partilstande og variationsrenormaliseringsgruppemetoder for kvantespinsystemer". Adv. Phys. 57, 143-224 (2008).
https:///doi.org/10.1080/14789940801912366

[41] U. Schollwöck. "Tæthed-matrix-renormaliseringsgruppen i en alder af matrixprodukttilstande". Ann. Phys. 326, 96 (2011).
https:///doi.org/10.1016/j.aop.2010.09.012

[42] R. Orús. "En praktisk introduktion til tensornetværk: Matrix-produkttilstande og projekterede sammenfiltrede partilstande". Ann. Phys. 349, 117 – 158 (2014).
https:///doi.org/10.1016/j.aop.2014.06.013

[43] S. Coleman. "Anvendelser af Instantons". I A. Zichichi, redaktør, The Whys of Subnuclear Physics. Side 805-941. Den subnukleare serie. Springer USA, Boston, MA (1979).
https://doi.org/10.1007/978-1-4684-0991-8_16

[44] CJ Hamer, Z. Weihong og J. Oitmaa. "Serieudvidelser til den massive schwinger-model i Hamiltonsk gitterteori". Phys. Rev. D 56, 55-67 (1997).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevD.56.55

[45] MC Bañuls, K. Cichy, K. Jansen og JI Cirac. "Schwinger-modellens massespektrum med matrixprodukttilstande". J. High Energy Phys. 2013, 158 (2013).
https://doi.org/10.1007/JHEP11(2013)158

[46] EA Martinez, CA Muschik, P. Schindler, D. Nigg, A. Erhard, M. Heyl, P. Hauke, M. Dalmonte, T. Monz, P. Zoller og R. Blatt. "Realtidsdynamik af gittermåleteorier med en kvantecomputer med få qubit". Nature 534, 516-519 (2016).
https:///doi.org/10.1038/nature18318

[47] G. Wendin. "Kvanteinformationsbehandling med superledende kredsløb: en gennemgang". Rep. Prog. Phys. 80, 106001 (2017).
https://doi.org/10.1088/1361-6633/aa7e1a

[48] P. Krantz, M. Kjaergaard, F. Yan, TP Orlando, S. Gustavsson og WD Oliver. "En kvanteingeniørs guide til superledende qubits". App. Phys. Rev. 6, 021318 (2019).
https:///doi.org/10.1063/1.5089550

[49] A. Blais, AL Grimsmo, SM Girvin og A. Wallraff. "Kringkredsløbskvanteelektrodynamik". Rev. Mod. Phys. 93, 025005 (2021).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.93.025005

[50] D. Paulson, L. Dellantonio, JF Haase, A. Celi, A. Kan, A. Jena, C. Kokail, R. van Bijnen, K. Jansen, P. Zoller og CA Muschik. "Simulering af 2D-effekter i gittermålerteorier på en kvantecomputer". PRX Quantum 2, 030334 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.030334

[51] CWS Chang. "To-foton og tre-foton parametriske interaktioner i superledende mikrobølgekredsløb". Ph.d.-afhandling. University of Waterloo. (2019). url: http://hdl.handle.net/10012/14892.
http://hdl.handle.net/10012/14892

[52] N. Frattini, U. Vool, S. Shankar, A. Narla, K. Sliwa og M. Devoret. "3-bølge blandende Josephson dipolelement". App. Phys. Lett. 110, 222603 (2017).
https:///doi.org/10.1063/1.4984142

[53] E. Knill, R. Laflamme og GJ Milburn. "Et skema til effektiv kvanteberegning med lineær optik". Nature 409, 46–52 (2001).
https:///doi.org/10.1038/35051009

[54] P. Kok, WJ Munro, K. Nemoto, TC Ralph, JP Dowling og GJ Milburn. "Lineær optisk kvanteberegning med fotoniske qubits". Rev. Mod. Phys. 79, 135-174 (2007).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.79.135

[55] I. Bloch, J. Dalibard og S. Nascimbene. "Kvantesimuleringer med ultrakolde kvantegasser". Nat. Phys. 8, 267-276 (2012).
https://doi.org/10.1038/nphys2259

[56] AA Houck, HE Türeci og J. Koch. "On-chip kvantesimulering med superledende kredsløb". Nat. Phys. 8, 292-299 (2012).
https://doi.org/10.1038/nphys2251

[57] E. Zohar og B. Reznik. "Indeslutning og gitter kvanteelektrodynamiske elektriske fluxrør simuleret med ultrakolde atomer". Phys. Rev. Lett. 107, 275301 (2011).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.107.275301

[58] D. Yang, GS Giri, M. Johanning, C. Wunderlich, P. Zoller og P. Hauke. "Analog kvantesimulering af $(1+1)$-dimensionelt gitter qed med fangede ioner". Phys. Rev. A 94, 052321 (2016).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.94.052321

[59] R. Ott, T. Zache, F. Jendrzejewski og J. Berges. "Skalerbar Cold-Atom Quantum Simulator til todimensionel QED". Phys. Rev. Lett. 127, 130504 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.130504

[60] A. Grimm, N. Frattini, S. Puri, S. Mundhada, S. Touzard, M. Mirrahimi, S. Girvin, S. Shankar og M. Devoret. "Stabilisering og drift af en kerr-cat qubit". Nature 584, 205-209 (2020).
https:///doi.org/10.1038/s41586-020-2587-z

[61] W.-L. Chow. "over systeme von linearen partiellen differential-gleichungen erster ordnung". Matematik. Ann. 117, 98 (1940).
https:///doi.org/10.1142/9789812776921_0005

[62] GM Huang, TJ Tarn og JW Clark. "Om kontrollerbarheden af kvantemekaniske systemer". J. Math. Phys. 24, 2608-2618 (1983).
https:///doi.org/10.1063/1.525634

[63] JM Gambetta, JM Chow og M. Steffen. "Opbygning af logiske qubits i et superledende kvantecomputersystem". Npj Quantum Inf. 3, 1-7 (2017).
https://doi.org/10.1038/s41534-016-0004-0

[64] CS Wang, JC Curtis, BJ Lester, Y. Zhang, YY Gao, J. Freeze, VS Batista, PH Vaccaro, IL Chuang, L. Frunzio, L. Jiang, SM Girvin og RJ Schoelkopf. "Effektiv multifoton-sampling af molekylære vibroniske spektre på en superledende bosonisk processor". Phys. Rev. X 10, 021060 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.10.021060

[65] M. Esposito, A. Ranadive, L. Planat og N. Roch. "Perspektiv på parametriske parametriske forstærkere til rejsebølgemikrobølger". Appl. Phys. Lett. 119, 120501 (2021).
https:///doi.org/10.1063/5.0064892

[66] MP da Silva, D. Bozyigit, A. Wallraff og A. Blais. "Skemaer til observation af fotonkorrelationsfunktioner i kredsløb QED med lineære detektorer". Phys. Rev. A 82, 043804 (2010).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.82.043804

[67] C. Eichler, D. Bozyigit og A. Wallraff. "Karakterisering af kvantemikrobølgestråling og dens sammenfiltring med superledende qubits ved hjælp af lineære detektorer". Phys. Rev. A 86, 032106 (2012).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.86.032106

[68] Z. Chen, J. Kelly, C. Quintana, R. Barends, B. Campbell, Y. Chen, B. Chiaro, A. Dunsworth, AG Fowler, E. Lucero, E. Jeffrey, A. Megrant, J. Mutus , M. Neeley, C. Neill, PJJ O'Malley, P. Roushan, D. Sank, A. Vainsencher, J. Wenner, TC White, AN Korotkov og JM Martinis. "Måling og undertrykkelse af kvantetilstandslækage i en superledende qubit". Phys. Rev. Lett. 116, 020501 (2016).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.020501

[69] M. Kjaergaard, ME Schwartz, J. Braumüller, P. Krantz, JI-J. Wang, S. Gustavsson og WD Oliver. "Superledende Qubits: Current State of Play". Annual Review of Condensed Matter Physics 11, 369–395 (2020).
https:///doi.org/10.1146/annurev-conmatphys-031119-050605

[70] L. Acerbi og W. Ji. "Praktisk bayesiansk optimering til modeltilpasning med bayesiansk adaptiv direkte søgning". I I. Guyon, UV Luxburg, S. Bengio, H. Wallach, R. Fergus, S. Vishwanathan og R. Garnett, redaktører, Advances in Neural Information Processing Systems 30. Sider 1836-1846. Curran Associates, Inc. (2017).

[71] C. Audet og JE Dennis. "Mesh adaptive direkte søgealgoritmer til begrænset optimering". SIAM J. Optim. 17, 188-217 (2006).
https:///doi.org/10.1137/040603371

[72] PI Frazier. "En tutorial om bayesiansk optimering" (2018). arXiv:1807.02811.
arXiv: 1807.02811

[73] J. Heitger. "Numeriske simuleringer af gauge-Higgs-modeller på gitteret". Ph.d.-afhandling. Westfälische Wilhelms-Universität Münster. (1997). url: https:///www.uni-muenster.de/Physik.TP/archive/fileadmin/Arbeiten/heitger_dr.pdf.
https:///www.uni-muenster.de/Physik.TP/archive/fileadmin/Arbeiten/heitger_dr.pdf

[74] T. Sulejmanpasic, D. Göschl og C. Gattringer. "First-principles simuleringer af $1+1mathrm{D}$ kvantefeltteorier ved ${theta}={pi}$ og spin-kæder". Phys. Rev. Lett. 125, 201602 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.201602

[75] F. Verstraete, D. Porras og JI Cirac. "Densitetsmatrix renormaliseringsgruppe og periodiske grænsebetingelser: Et kvanteinformationsperspektiv". Phys. Rev. Lett. 93, 227205 (2004).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.93.227205

[76] MC Bañuls, K. Cichy, JI Cirac, K. Jansen og S. Kühn. "Densitetsinducerede faseovergange i Schwinger-modellen: En undersøgelse med matrixprodukttilstande". Phys. Rev. Lett. 118, 071601 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.118.071601

[77] P. Sala, T. Shi, S. Kühn, MC Bañuls, E. Demler og JI Cirac. "Variationsstudie af u(1) og su(2) gittermålteorier med gaussiske tilstande i 1+1 dimensioner". Phys. Rev. D 98, 034505 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevD.98.034505

[78] MC Bañuls og K. Cichy. "Gennemgang af nye metoder til gittermålteorier". Rep. Prog. Phys. 83, 024401 (2020).
https:///doi.org/10.1088/1361-6633/ab6311

[79] D. González-Cuadra, TV Zache, J. Carrasco, B. Kraus og P. Zoller. "Hardwareeffektiv kvantesimulering af ikke-abelske måleteorier med Qudits på Rydberg-platforme". Phys. Rev. Lett. 129, 160501 (2022).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.129.160501

[80] A. Ciavarella, N. Klco og MJ Savage. "Trailhead for kvantesimulering af SU(3) Yang-Mills gittermålerteori i den lokale multipletbasis". Phys. Rev. D 103, 094501 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevD.103.094501

[81] JF Haase, L. Dellantonio, A. Celi, D. Paulson, A. Kan, K. Jansen og CA Muschik. "En ressourceeffektiv tilgang til kvante- og klassiske simuleringer af gauge-teorier i partikelfysik". Quantum 5, 393 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-02-04-393

[82] MC Bañuls, R. Blatt, J. Catani, A. Celi, JI Cirac, M. Dalmonte, L. Fallani, K. Jansen, M. Lewenstein, S. Montangero, CA Muschik, B. Reznik, E. Rico, L. Tagliacozzo, K. Van Acoleyen, F. Verstraete, U.-J. Wiese, M. Wingate, J. Zakrzewski og P. Zoller. "Simulering af gittermåler teorier inden for kvanteteknologier". The European Physical Journal D 74, 165 (2020).
https:///doi.org/10.1140/epjd/e2020-100571-8

[83] E. Zohar. "Kvantesimulering af gittermålteorier i mere end én rumdimension - krav, udfordringer og metoder". Philos. oversættelse, matematik. fys. eng. sci. 380, 20210069 (2021).
https:///doi.org/10.1098/rsta.2021.0069

[84] V. Kasper, G. Juzeliūnas, M. Lewenstein, F. Jendrzejewski og E. Zohar. "Fra Jaynes-Cummings-modellen til ikke-abelske gauge-teorier: En guidet tur for kvanteingeniøren". New Journal of Physics 22, 103027 (2020).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/abb961

[85] H. Riechert, JC Halimeh, V. Kasper, L. Bretheau, E. Zohar, P. Hauke og F. Jendrzejewski. "Udvikling af en U(1) gittermålerteori i klassiske elektriske kredsløb". Phys. Rev. B 105, 205141 (2022).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevB.105.205141

[86] Y. Kuno, S. Sakane, K. Kasamatsu, I. Ichinose og T. Matsui. "Kvantesimulering af ($1+1$)-dimensionel U(1) gauge-Higgs-model på et gitter af kolde Bose-gasser". Phys. Rev. D 95, 094507 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevD.95.094507

[87] A. Peruzzo, J. McClean, P. Shadbolt, M.-H. Yung, X.-Q. Zhou, PJ Love, A. Aspuru-Guzik og JL O'Brien. "En variabel egenværdiopløser på en fotonisk kvanteprocessor". Nat. Commun. 5, 1 (2014).
https:///doi.org/10.1038/ncomms5213

Citeret af

[1] Christian W. Bauer, Zohreh Davoudi, A. Baha Balantekin, Tanmoy Bhattacharya, Marcela Carena, Wibe A. de Jong, Patrick Draper, Aida El-Khadra, Nate Gemelke, Masanori Hanada, Dmitri Kharzeev, Henry Lamm, Ying- Ying Li, Junyu Liu, Mikhail Lukin, Yannick Meurice, Christopher Monroe, Benjamin Nachman, Guido Pagano, John Preskill, Enrico Rinaldi, Alessandro Roggero, David I. Santiago, Martin J. Savage, Irfan Siddiqi, George Siopsis, David Van Zanten, Nathan Wiebe, Yukari Yamauchi, Kübra Yeter-Aydeniz og Silvia Zorzetti, "Quantum Simulation for High-Energy Physics", PRX Quantum 4 2, 027001 (2023).

[2] He-Liang Huang, Xiao-Yue Xu, Chu Guo, Guojing Tian, Shi-Jie Wei, Xiaoming Sun, Wan-Su Bao og Gui-Lu Long, "Nærsigtede kvanteberegningsteknikker: Variationelle kvantealgoritmer, fejlafhjælpning, kredsløbskompilering, benchmarking og klassisk simulering", Science China Physics, Mechanics and Astronomy 66 5, 250302 (2023).

[3] Roland C. Farrell, Ivan A. Chernyshev, Sarah JM Powell, Nikita A. Zemlevskiy, Marc Illa og Martin J. Savage, "Forberedelser til kvantesimuleringer af kvantekromodynamik i 1 +1 dimensioner. I. Aksialmåler”, Fysisk gennemgang D 107 5, 054512 (2023).

[4] Roland C. Farrell, Ivan A. Chernyshev, Sarah JM Powell, Nikita A. Zemlevskiy, Marc Illa og Martin J. Savage, "Forberedelser til kvantesimuleringer af kvantekromodynamik i 1 +1 dimensioner. II. Single-baryon β -henfald i realtid", Fysisk gennemgang D 107 5, 054513 (2023).

[5] Anthony N. Ciavarella og Ivan A. Chernyshev, "Forberedelse af SU(3) gitter Yang-Mills vakuum med variationelle kvantemetoder", Fysisk gennemgang D 105 7, 074504 (2022).

[6] Zohreh Davoudi, Alexander F. Shaw og Jesse R. Stryker, "Generelle kvantealgoritmer til Hamilton-simulering med applikationer til en ikke-abelsk gittermålerteori", arXiv: 2212.14030, (2022).

[7] A. Kan, L. Funcke, S. Kühn, L. Dellantonio, J. Zhang, JF Haase, CA Muschik og K. Jansen, "3+1D theta-Term on the Lattice from the Hamiltonian Perspective", Det 38. internationale symposium om gitterfeltteori 112 (2022).

[8] G. Iannelli og K. Jansen, "Noisy Bayesian optimization for variational quantum eigensolvers", Det 38. internationale symposium om gitterfeltteori 251 (2022).

[9] Judah F. Unmuth-Yockey, "Metropolis-stil tilfældig prøvetagning af kvanteporte til estimering af lavenergi observerbare", Fysisk gennemgang D 105 3, 034515 (2022).

[10] Anthony N. Ciavarella, Stephan Caspar, Marc Illa og Martin J. Savage, "State Preparation in the Heisenberg Model through Adiabatic Spiraling", Quantum 7 (970).

[11] Anthony N. Ciavarella, Stephan Caspar, Hersh Singh og Martin J. Savage, "Forberedelse til kvantesimulering af den (1 +1 ) -dimensionelle O(3) ikke-lineære σ-model ved hjælp af kolde atomer", Fysisk anmeldelse A 107 4, 042404 (2023).

[12] Yiming Ding, Xiaopeng Cui og Yu Shi, "Digital kvantesimulering og pseudokvantesimulering af Z 2 gauge-Higgs-modellen", Fysisk gennemgang D 105 5, 054508 (2022).

Ovenstående citater er fra SAO/NASA ADS (sidst opdateret 2023-10-29 04:36:47). Listen kan være ufuldstændig, da ikke alle udgivere leverer passende og fuldstændige citatdata.

On Crossrefs citeret af tjeneste ingen data om at citere værker blev fundet (sidste forsøg 2023-10-29 04:36:46).

Dette papir er udgivet i Quantum under Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) licens. Ophavsretten forbliver hos de originale copyright-indehavere, såsom forfatterne eller deres institutioner.

SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk dig selv. Adgang her.
PlatoAiStream. Web3 intelligens. Viden forstærket. Adgang her.
PlatoESG. Kulstof, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Affaldshåndtering. Adgang her.
PlatoHealth. Bioteknologiske og kliniske forsøgs intelligens. Adgang her.
Kilde: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-10-23-1148/

Tidsstempel: Oktober 23, 2023

Tidsstempel: Juli 11, 2023

Simulering af gauge-teorier med variationelle kvanteegenopløsere i superledende mikrobølgehulrum

Genudgivet af Platon

Abstrakt

Populært resumé

► BibTeX-data

► Referencer

Citeret af

Mere fra Quantum Journal

Klassiske skygger med støj

Generaliserede trosforplantningsalgoritmer til afkodning af overfladekoder

Udvinding af ergotropi: fri energi bundet og anvendelse på motorer med åben cyklus

Det kvartiske Blochnium: en anharmonisk kvasiladet superledende qubit

Kvantealkymi og universel ortogonalitetskatastrofe i endimensionelle enhver

Karakterisering af variationskvantealgoritmer ved hjælp af frie fermioner

Forbedrede DIQKD-protokoller med finite-size-analyse

Lempelse af multitidsstatistikker i kvantesystemer

Indkaldelse til redaktører 2023

Beviselig nøjagtig simulering af gauge-teorier og bosoniske systemer

Lær grundtilstande for gappede kvante Hamiltonianere med kernemetoder

Geometrisk operatør kvantehastighedsgrænse, Wegner Hamiltonian flow og operatørvækst

Om os

Vertikal søgning & Ai

perron

Stay Connected

Konto