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本年度は、研究課題の一つとしていた量子回路上の熱的状態準備の研究に取り組んだ。
具体的には、有限温度シュウィンガー模型 (1+1 次元上の U(1) ゲージ理論) の量子計算 を行い、模型のカイラル対称性を調べた。手法としては TPQ 状態 と QITE 法に基づく熱的状態準備のためのアルゴリズムを提案し、その手法をゲージ 理論の量子計算に適用した。
計算はゼロ質量・有質量の場合の 2 つのパラメータで行った。ゼロ質量の場合はこの模型は解 析的に解けることが知られている。そこで本研究では量子計算結果と解析解を比較し、それらが 統計誤差の範囲で一致することを確認した。一方で有質量の場合は解析的に解くことは不可能で あり、さらに θ 項と呼ばれる項を含めると、この模型は符号問題を生じ従来の計算手法では計算が不可能になる。本研究ではこの場合にも量子計算を実行し、シュウィンガー模型のカイラル対称性の破れを調べることで、この手法の有効性を示した。
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