論文の概要: Efficient simulation of sparse Markovian quantum dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/1611.05543v3
• Date: Mon, 9 Oct 2023 03:02:37 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-24 16:06:57.728542
• Title: Efficient simulation of sparse Markovian quantum dynamics
• Title（参考訳）: スパースマルコフ量子力学の効率的なシミュレーション
• Authors: Andrew M. Childs and Tongyang Li
• Abstract要約: 我々は、必ずしも局所的ではないリンドブラディアンによって生成されるマルコフ量子力学をシミュレートするための最初の効率的な量子アルゴリズムを与える。 まず、量子アルゴリズムを用いて小さな不変部分空間内で作用するリンドブラディアンをシミュレートし、スパース・スタインスプリング等長写像を実装する方法を示す。 第二に、短時間の進化の列を連結することでスパースリンドブラッド作用素をシミュレートする手法を開発する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.996412562440891
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum algorithms for simulating Hamiltonian dynamics have been extensively developed, but there has been much less work on quantum algorithms for simulating the dynamics of open quantum systems. We give the first efficient quantum algorithms for simulating Markovian quantum dynamics generated by Lindbladians that are not necessarily local. We introduce two approaches to simulating sparse Lindbladians. First, we show how to simulate Lindbladians that act within small invariant subspaces using a quantum algorithm to implement sparse Stinespring isometries. Second, we develop a method for simulating sparse Lindblad operators by concatenating a sequence of short-time evolutions. We also show limitations on Lindbladian simulation by proving a no-fast-forwarding theorem for simulating sparse Lindbladians in black-box models.
• Abstract（参考訳）: ハミルトン力学をシミュレートする量子アルゴリズムは広く開発されてきたが、オープン量子システムのダイナミクスをシミュレートするための量子アルゴリズムの作業ははるかに少ない。 我々は、必ずしも局所的ではないリンドブラジアンによって生成されるマルコフ量子力学をシミュレートする最初の効率的な量子アルゴリズムを与える。 スパースリンドブレディアンをシミュレートする2つの方法を紹介する。 まず,量子アルゴリズムを用いて小さな不変部分空間内で作用するリンドブラジアンをシミュレートする方法を示す。 第二に、短時間進化の列を連結することでスパースリンドブラッド作用素をシミュレートする手法を開発する。 また,ブラックボックスモデルにおけるスパース・リンドブラジアンをシミュレートするためのno-fast-forwarding定理を証明し,リンドブラジアンシミュレーションの限界を示す。

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