論文の概要: Adaptive Variational Quantum Dynamics Simulations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.00622v3
- Date: Fri, 11 Jun 2021 16:27:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-26 03:50:25.359717
- Title: Adaptive Variational Quantum Dynamics Simulations
- Title（参考訳）: 適応型変分量子ダイナミクスシミュレーション
- Authors: Yong-Xin Yao, Niladri Gomes, Feng Zhang, Cai-Zhuang Wang, Kai-Ming Ho,
Thomas Iadecola, and Peter P. Orth
- Abstract要約: 本稿では、高精度な量子力学シミュレーションのための変分波動関数アンゼ構築のための汎用的自己適応的手法を提案する。
このアプローチを可積分リーブ・シュルツ・マティススピン鎖と非可積分混合体イジングモデルに適用する。
AVQDSフレームワークにより、短期量子コンピューティングデバイス上での量子多体システムの幅広い動的シミュレーションが可能となることを期待する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.629716738568079
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We propose a general-purpose, self-adaptive approach to construct variational
wavefunction ans\"atze for highly accurate quantum dynamics simulations based
on McLachlan's variational principle. The key idea is to dynamically expand the
variational ansatz along the time-evolution path such that the ``McLachlan
distance'', which is a measure of the simulation accuracy, remains below a set
threshold. We apply this adaptive variational quantum dynamics simulation
(AVQDS) approach to the integrable Lieb-Schultz-Mattis spin chain and the
nonintegrable mixed-field Ising model, where it captures both finite-rate and
sudden post-quench dynamics with high fidelity. The AVQDS quantum circuits that
prepare the time-evolved state are much shallower than those obtained from
first-order Trotterization and contain up to two orders of magnitude fewer CNOT
gate operations. We envision that a wide range of dynamical simulations of
quantum many-body systems on near-term quantum computing devices will be made
possible through the AVQDS framework.
- Abstract（参考訳）: 我々はMcLachlanの変動原理に基づく高精度量子力学シミュレーションのための変分波動関数 ans\atze を構築するための汎用的自己適応的手法を提案する。
鍵となる考え方は、シミュレーション精度の尺度である ``McLachlan distance'' が設定しきい値以下であるように、時間進化経路に沿って変分アンサッツを動的に拡張することである。
この適応変分量子動力学シミュレーション(avqds)を積分可能なリーブ・シュルツ・マティススピンチェーンと非可積分混合場イジングモデルに適用し,高忠実度で有限速度と急速ポストクエンチダイナミクスの両方を捉える。
時間進化状態を生成するAVQDS量子回路は、一階のトロタライゼーションから得られるものよりもはるかに浅く、CNOTゲート操作の2桁も少ない。
我々は、近い将来の量子コンピューティングデバイス上での量子多体系の幅広い動的シミュレーションがavqdsフレームワークによって実現されることを期待している。
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