論文の概要: Capturing Non-Markovian Dynamics on Near-Term Quantum Computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.00029v2
• Date: Mon, 20 Sep 2021 19:45:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-21 17:05:52.155905
• Title: Capturing Non-Markovian Dynamics on Near-Term Quantum Computers
• Title（参考訳）: 量子コンピュータにおける非マルコフダイナミクスのキャプチャ
• Authors: Kade Head-Marsden, Stefan Krastanov, David A. Mazziotti and Prineha Narang
• Abstract要約: オープン量子システム(OQS)の処理のための量子アルゴリズムは未探索のままである。 我々は,リンドブラッド軌道のアンサンブルに基づくOQSにおける非マルコフ力学を扱う新しい量子アルゴリズムを提案し,検証する。
• 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: With the rapid progress in quantum hardware, there has been an increased interest in new quantum algorithms to describe complex many-body systems searching for the still-elusive goal of 'useful quantum advantage'. Surprisingly, quantum algorithms for the treatment of open quantum systems (OQSs) have remained under-explored, in part due to the inherent challenges of mapping non-unitary evolution into the framework of unitary gates. Evolving an open system unitarily necessitates dilation into a new effective system to incorporate critical environmental degrees of freedom. In this context, we present and validate a new quantum algorithm to treat non-Markovian dynamics in OQSs built on the Ensemble of Lindblad's Trajectories approach, invoking the Sz.-Nagy dilation theorem. Here we demonstrate our algorithm on the Jaynes-Cummings model in the strong coupling and detuned regimes, relevant in quantum optics and driven quantum systems studies. This algorithm, a key step towards generalized modeling of non-Markovian dynamics on a noisy-quantum device, captures a broad class of dynamics and opens up a new direction in OQS problems.
• Abstract（参考訳）: 量子ハードウェアの急速な進歩により、複雑な多体システムを記述する新しい量子アルゴリズムへの関心が高まり、「有用な量子優位性」という未解決の目標が求められている。 驚くべきことに、オープン量子システム(OQS)の処理のための量子アルゴリズムは、非ユニタリ進化をユニタリゲートの枠組みにマッピングするという固有の課題のために、まだ未発見のままである。 オープンシステムの進化は、重要な環境自由度を組み込むために、新しい効果的なシステムにダイレーションを一元的に必要とします。 この文脈では、リンドブラッドの軌道の集合に基づくOQSにおける非マルコフ力学を扱い、Szを呼び起こす新しい量子アルゴリズムを提示し、検証する。 -Nagy Dilation theorem。 ここでは,量子光学および駆動型量子システム研究に関連する強結合とデチューン状態におけるjaynes-cummingsモデルに基づくアルゴリズムを実証する。 このアルゴリズムは、ノイズ量子デバイス上の非マルコフ力学の一般化モデリングに向けた重要なステップであり、幅広い種類のダイナミクスを捕捉し、OQS問題の新たな方向性を開く。

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