論文の概要: A variational quantum algorithm for Hamiltonian diagonalization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.09854v3
- Date: Thu, 8 Apr 2021 03:23:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-05 05:58:33.583444
- Title: A variational quantum algorithm for Hamiltonian diagonalization
- Title（参考訳）: ハミルトン対角化のための変分量子アルゴリズム
- Authors: Jinfeng Zeng, Chenfeng Cao, Chao Zhang, Pengxiang Xu, Bei Zeng
- Abstract要約: 本稿では量子系のハミルトン対角化(VQHD)のための変分アルゴリズムを提案する。
系の熱状態は、ハミルトニアン系の固有値と固有状態の情報を符号化する。
我々のVQHDアルゴリズムは、短期量子コンピュータの応用に新たな光を当てている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.207748672230163
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Hamiltonian diagonalization is at the heart of understanding physical
properties and practical applications of quantum systems. It is highly desired
to design quantum algorithms that can speedup Hamiltonian diagonalization,
especially those can be implemented on near-term quantum devices. In this work,
we propose a variational algorithm for Hamiltonians diagonalization (VQHD) of
quantum systems, which explores the important physical properties, such as
temperature, locality and correlation, of the system. The key idea is that the
thermal states of the system encode the information of eigenvalues and
eigenstates of the system Hamiltonian. To obtain the full spectrum of the
Hamiltonian, we use a quantum imaginary time evolution algorithm with high
temperature, which prepares a thermal state with a small correlation length.
With Trotterization, this then allows us to implement each step of imaginary
time evolution by a local unitary transformation on only a small number of
sites. Diagonalizing these thermal states hence leads to a full knowledge of
the Hamiltonian eigensystem. We apply our algorithm to diagonalize local
Hamiltonians and return results with high precision. Our VQHD algorithm sheds
new light on the applications of near-term quantum computers.
- Abstract（参考訳）: ハミルトン対角化は、物理的性質と量子システムの実用的応用を理解する中心にある。
ハミルトン対角化を高速化できる量子アルゴリズム、特に短期量子デバイスに実装できる量子アルゴリズムの設計は、非常に望まれている。
本研究では,量子システムの温度,局所性,相関性などの重要な物性を探索する量子システムのハミルトニアン対角化(vqhd)のための変分アルゴリズムを提案する。
鍵となる考え方は、系の熱状態がハミルトニアン系の固有値と固有状態の情報を符号化するということである。
ハミルトニアンの全スペクトルを得るために, 量子仮想時間発展アルゴリズムを高温に利用し, 相関長の小さい熱状態を生成する。
トロタライゼーションにより、少数のサイトだけで局所的なユニタリ変換によって、想像時間進化の各ステップを実装することができる。
これらの熱状態の対角化はハミルトニアン固有系の完全な知識をもたらす。
このアルゴリズムを局所ハミルトニアンの対角化に応用し, 精度の高い結果を返す。
我々のVQHDアルゴリズムは、短期量子コンピュータの応用に新たな光を当てている。
関連論文リスト
- Generating Approximate Ground States of Strongly Correlated Quantum Many-Body Systems Through Quantum Imaginary Time Evolution [0.0]
格子および分子電子構造のITEを近似するQITEアルゴリズムの能力を数値解析する。
仮想時間がどのように進化したフェルミオンガウス状態が、古典的コンピュータ上で効率的に計算できる初期状態として機能するかを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-02T15:20:41Z) - 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) - Quantum Fisher Information for Different States and Processes in Quantum
Chaotic Systems [77.34726150561087]
エネルギー固有状態と熱密度行列の両方について量子フィッシャー情報(QFI)を計算する。
局所的なユニタリ変換の結果と比較した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-04T09:28:19Z) - Calculating the many-body density of states on a digital quantum
computer [58.720142291102135]
ディジタル量子コンピュータ上で状態の密度を推定する量子アルゴリズムを実装した。
我々は,量子H1-1トラップイオンチップ上での非可積分ハミルトニアン状態の密度を18ビットの制御レジスタに対して推定する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-23T17:46:28Z) - Variance minimisation on a quantum computer for nuclear structure [0.0]
本稿では,量子コンピュータを用いた小型核系の励起状態スペクトルの分散に基づく検出法を提案する。
我々の目標は、核構造を再現し予測できる量子コンピューティングアルゴリズムを開発することである。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-16T09:38:07Z) - Variational Adiabatic Gauge Transformation on real quantum hardware for
effective low-energy Hamiltonians and accurate diagonalization [68.8204255655161]
変分アダバティックゲージ変換(VAGT)を導入する。
VAGTは、現在の量子コンピュータを用いてユニタリ回路の変動パラメータを学習できる非摂動型ハイブリッド量子アルゴリズムである。
VAGTの精度は、RigettiおよびIonQ量子コンピュータ上でのシミュレーションと同様に、トラフ数値シミュレーションで検証される。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-16T20:50:08Z) - 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) - Algebraic Compression of Quantum Circuits for Hamiltonian Evolution [52.77024349608834]
時間依存ハミルトニアンの下でのユニタリ進化は、量子ハードウェアにおけるシミュレーションの重要な構成要素である。
本稿では、トロッターステップを1ブロックの量子ゲートに圧縮するアルゴリズムを提案する。
この結果、ハミルトニアンのある種のクラスに対する固定深度時間進化がもたらされる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-06T19:38:01Z) - Imaginary Time Propagation on a Quantum Chip [50.591267188664666]
想像時間における進化は、量子多体系の基底状態を見つけるための顕著な技術である。
本稿では,量子コンピュータ上での仮想時間伝搬を実現するアルゴリズムを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-24T12:48:00Z) - Inverse iteration quantum eigensolvers assisted with a continuous
variable [0.0]
本稿では,古典的逆電力反復法における量子コンピューティングのパワーを利用した逆繰り返し量子固有解法を提案する。
鍵となる要素は、コヒーレントハミルトニアン進化の線型結合として逆ハミルトニアンを構成することである。
様々な物理系に対して有限スキューズ法で数値シミュレーションを行った量子アルゴリズムを実演する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-07T07:31:11Z) - Hybrid Quantum-Classical Eigensolver Without Variation or Parametric
Gates [0.0]
本稿では,電子量子系の固有エネルギースペクトルを得る方法を提案する。
これは、量子系のハミルトニアンを有限有効ヒルベルト空間に射影することで達成される。
実効ハミルトニアンの対応する対角線および対角線の項を測定するための短深さ量子回路を作成するプロセスを与える。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-26T02:31:24Z)
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。