論文の概要: Holographic quantum algorithms for simulating correlated spin systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.03023v1
- Date: Wed, 6 May 2020 18:00:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-21 00:28:51.903136
- Title: Holographic quantum algorithms for simulating correlated spin systems
- Title（参考訳）: 相関スピン系をシミュレーションするホログラフィック量子アルゴリズム
- Authors: Michael Foss-Feig, David Hayes, Joan M. Dreiling, Caroline Figgatt,
John P. Gaebler, Steven A. Moses, Juan M. Pino, and Andrew C. Potter
- Abstract要約: 相関スピン系の効率的な基底状態準備と動的進化のための「ホログラフィック」量子アルゴリズムスイートを提案する。
このアルゴリズムは、行列生成状態(MPS)と量子チャネルの等価性、および部分的な測定と量子ビット再使用を利用する。
潜在的な資源貯蓄の実証として,トラップイオン量子コンピュータ上での反強磁性ハイゼンベルク鎖のホロVQEシミュレーションを実装した。
- 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: We present a suite of "holographic" quantum algorithms for efficient
ground-state preparation and dynamical evolution of correlated spin-systems,
which require far-fewer qubits than the number of spins being simulated. The
algorithms exploit the equivalence between matrix-product states (MPS) and
quantum channels, along with partial measurement and qubit re-use, in order to
simulate a $D$-dimensional spin system using only a ($D$-1)-dimensional subset
of qubits along with an ancillary qubit register whose size scales
logarithmically in the amount of entanglement present in the simulated state.
Ground states can either be directly prepared from a known MPS representation,
or obtained via a holographic variational quantum eigensolver (holoVQE).
Dynamics of MPS under local Hamiltonians for time $t$ can also be simulated
with an additional (multiplicative) ${\rm poly}(t)$ overhead in qubit
resources. These techniques open the door to efficient quantum simulation of
MPS with exponentially large bond-dimension, including ground-states of 2D and
3D systems, or thermalizing dynamics with rapid entanglement growth. As a
demonstration of the potential resource savings, we implement a holoVQE
simulation of the antiferromagnetic Heisenberg chain on a trapped-ion quantum
computer, achieving within $10(3)\%$ of the exact ground-state energy of an
infinite chain using only a pair of qubits.
- Abstract（参考訳）: 相関スピン系の効率的な基底状態準備と動的進化のための「ホログラフィック」量子アルゴリズムの組を示し、シミュレーションされるスピンの数よりも極端に小さい量子ビットを必要とする。
このアルゴリズムは、行列生成状態(MPS)と量子チャネルの等価性を、部分的な測定と量子ビット再使用とともに利用し、擬似状態に存在する絡み合いの量で対数的にスケールするアクビットレジスタとともに、(D$-1)次元のキュービットのサブセットのみを用いて$D$次元のスピンシステムをシミュレートする。
基底状態は、既知のMPS表現から直接作成するか、ホログラフィック変分量子固有解法(holoVQE)によって得られる。
局所ハミルトニアンの下での時間$t$のmpsのダイナミクスは、キュービットリソースに付加的な(乗算的な)${\rm poly}(t)$オーバーヘッドでシミュレートすることもできる。
これらの手法は、2dおよび3dシステムの基底状態を含む指数関数的に大きい結合次元を持つmpsの効率的な量子シミュレーションへの扉を開く。
潜在的な資源貯蓄の実証として、トラップイオン量子コンピュータ上での反強磁性ハイゼンベルク鎖のホロVQEシミュレーションを実施し、一対の量子ビットのみを用いて無限鎖の正確な基底状態エネルギーの10(3)\%以内を達成する。
関連論文リスト
- Fourier Neural Operators for Learning Dynamics in Quantum Spin Systems [77.88054335119074]
ランダム量子スピン系の進化をモデル化するためにFNOを用いる。
量子波動関数全体の2n$の代わりに、コンパクトなハミルトン観測可能集合にFNOを適用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-05T07:18:09Z) - Observation of a non-Hermitian supersonic mode [6.846670002217106]
非エルミート系における動的・平衡物理学の資源効率シミュレーションのための変分量子回路のパワーを実証する。
フェミオン系に対する変分量子コンパイル方式を用いて,ゲート数を削減し,キュービットを節約し,ポストセレクションの必要性を排除した。
我々は、ある初期状態からの$Theta(log(n))$時間に対する単一量子ビット非エルミート力学のシミュレートが量子コンピュータ上で指数関数的に困難であることを示す分析例を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-21T18:00:06Z) - Spin coupling is all you need: Encoding strong electron correlation on quantum computers [0.0]
量子コンピュータはスピン結合初期状態の形で支配的絡み合い構造を直接符号化することにより、強相関分子系を効率的にシミュレートできることを示す。
我々の研究は、古典的な挑戦的なシステムのための電子構造のスケーラブルな量子シミュレーションへの道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-04-29T17:14:21Z) - Towards Neural Variational Monte Carlo That Scales Linearly with System
Size [67.09349921751341]
量子多体問題(Quantum many-body problem)は、例えば高温超伝導体のようなエキゾチックな量子現象をデミストする中心である。
量子状態を表すニューラルネットワーク(NN)と変分モンテカルロ(VMC)アルゴリズムの組み合わせは、そのような問題を解決する上で有望な方法であることが示されている。
ベクトル量子化技術を用いて,VMCアルゴリズムの局所エネルギー計算における冗長性を利用するNNアーキテクチャVector-Quantized Neural Quantum States (VQ-NQS)を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-21T19:00:04Z) - Quantum Gauge Networks: A New Kind of Tensor Network [0.0]
量子ゲージネットワーク:異なる種類のテンソルネットワークアンサッツを導入する。
量子ゲージネットワーク(QGN)は、局所波動関数と接続のヒルベルト空間次元を除いて、同様の構造を持つ。
任意の空間次元における量子力学の近似シミュレーションのための簡単なQGNアルゴリズムを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-21T17:59:00Z) - Probing finite-temperature observables in quantum simulators of spin
systems with short-time dynamics [62.997667081978825]
ジャジンスキー等式から動機付けられたアルゴリズムを用いて, 有限温度可観測体がどのように得られるかを示す。
長範囲の逆場イジングモデルにおける有限温度相転移は、捕捉されたイオン量子シミュレータで特徴づけられることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-03T18:00:02Z) - Holographic quantum simulation of entanglement renormalization circuits [14.385064176392595]
現在の雑音量子コンピュータは数十量子ビットに制限されている。
ホログラフィック量子シミュレーションの技法により、$D$次元システムは、量子ビットの$Drm -1$次元部分集合でシミュレートできる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-02T05:58:19Z) - Efficient Fully-Coherent Quantum Signal Processing Algorithms for
Real-Time Dynamics Simulation [3.3917542048743865]
量子信号処理(QSP)に基づく完全コヒーレントなシミュレーションアルゴリズムを開発する。
ハイゼンベルクモデルのスピン力学シミュレーションにこれらのアルゴリズムを適用して数値解析を行った。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-21T17:56:33Z) - An Algebraic Quantum Circuit Compression Algorithm for Hamiltonian
Simulation [55.41644538483948]
現在の世代のノイズの多い中間スケール量子コンピュータ(NISQ)は、チップサイズとエラー率に大きく制限されている。
我々は、自由フェルミオンとして知られる特定のスピンハミルトニアンをシミュレーションするために、量子回路を効率よく圧縮するために局所化回路変換を導出する。
提案した数値回路圧縮アルゴリズムは、後方安定に動作し、$mathcalO(103)$スピンを超える回路合成を可能にするスピンの数で3次スケールする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-06T19:38:03Z) - Quantum Markov Chain Monte Carlo with Digital Dissipative Dynamics on
Quantum Computers [52.77024349608834]
少数のアンシラ量子ビットを用いて環境との相互作用をシミュレートするデジタル量子アルゴリズムを開発した。
逆イジングモデルの熱状態のシミュレーションによるアルゴリズムの評価を行った。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-04T18:21:00Z) - State preparation and measurement in a quantum simulation of the O(3)
sigma model [65.01359242860215]
我々は,非線型O(3)シグマモデルの固定点が,格子サイトあたり2キュービットしか持たないスピンモデルの量子相転移付近で再現可能であることを示す。
本稿では,弱い結合状態と量子臨界状態の両方において,断熱的基底状態の準備が複雑になる結果を得るためにトロッター法を適用した。
非単位ランダム化シミュレーション法に基づく量子アルゴリズムの提案と解析を行う。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-28T23:44:12Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。