論文の概要: Simulating hydrodynamics on noisy intermediate-scale quantum devices with random circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.02795v2
• Date: Tue, 8 Jun 2021 15:19:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-22 02:55:50.341812
• Title: Simulating hydrodynamics on noisy intermediate-scale quantum devices with random circuits
• Title（参考訳）: ランダム回路を用いた雑音型中間スケール量子デバイス上の流体力学シミュレーション
• Authors: Jonas Richter, Arijeet Pal
• Abstract要約: ランダム回路は、量子多体系をシミュレートするために、テーラーメイドのビルディングブロックを提供する。 具体的には、乱数回路とトロッタ化ハミルトン時間進化からなるアルゴリズムを提案する。 1次元および2次元量子スピン系における相関関数の蓄積をシミュレートしてアルゴリズムを数値的に示す。
• 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: In a recent milestone experiment, Google's processor Sycamore heralded the era of "quantum supremacy" by sampling from the output of (pseudo-)random circuits. We show that such random circuits provide tailor-made building blocks for simulating quantum many-body systems on noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices. Specifically, we propose an algorithm consisting of a random circuit followed by a trotterized Hamiltonian time evolution to study hydrodynamics and to extract transport coefficients in the linear response regime. We numerically demonstrate the algorithm by simulating the buildup of spatiotemporal correlation functions in one- and two-dimensional quantum spin systems, where we particularly scrutinize the inevitable impact of errors present in any realistic implementation. Importantly, we find that the hydrodynamic scaling of the correlations is highly robust with respect to the size of the Trotter step, which opens the door to reach nontrivial time scales with a small number of gates. While errors within the random circuit are shown to be irrelevant, we furthermore unveil that meaningful results can be obtained for noisy time evolutions with error rates achievable on near-term hardware. Our work emphasizes the practical relevance of random circuits on NISQ devices beyond the abstract sampling task.
• Abstract（参考訳）: 最近のマイルストーン実験で、GoogleのプロセッサSycamoreは(擬似)ランダム回路の出力からサンプリングすることで「量子優位性」の時代を告げた。 このようなランダム回路は、ノイズの多い中間スケール量子(nisq)デバイス上で量子多体系をシミュレートするためのテーラーメイドのビルディングブロックを提供する。 具体的には,ランダム回路とトロタライズドハミルトニアン時間発展からなるアルゴリズムを提案し,流体力学を解析し,線形応答系における輸送係数を抽出する。 本研究では, 1次元および2次元量子スピン系における時空間相関関数の時空間構築をシミュレーションすることにより, このアルゴリズムを数値的に実証する。 重要なことに、相関の流体力学的スケーリングは、少数のゲートで非自明な時間スケールに到達するドアを開くトロッターステップのサイズに対して、非常に堅牢であることがわかった。 ランダム回路内の誤差は無関係であることが示されているが、近距離ハードウェアでは誤り率を許容するノイズの時間発展に対して有意義な結果が得られることをさらに明らかにする。 本研究は,NISQデバイス上でのランダム回路の実用的妥当性を,抽象的なサンプリングタスクを超えて強調する。

関連論文リスト

• Dynamical simulations of many-body quantum chaos on a quantum computer [3.731709137507907]
  本稿では,二元一元回路として知られる最大カオス回路のクラスについて検討する。 91量子ビットの超伝導量子プロセッサは、これらの相関子を正確にシミュレートできることを示す。 次に、回路を二重ユニタリ点から遠ざけることによって、正確な検証以上のダイナミクスを探索する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-01T17:57:13Z)
• Quantum Dissipative Search via Lindbladians [0.0]
  マルコフ空間上の純粋に散逸する量子ランダムウォークの収束基準と収束速度を解析する。 結果を実際の実装にマップし、そのポテンシャルを正確に推定し、従来の検索ほど効率的ではないことを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-16T14:39:18Z)
• Randomized term grouping over physical law on digital quantum simulation [0.0]
  我々は、デジタル量子コンピュータ上でハミルトン力学を計算するために、qDriftに基づくランダム化アルゴリズムを導入する。 物理の保存法則は任意の量子状態の進化の過程で従うからである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-24T13:15:39Z)
• Overhead-constrained circuit knitting for variational quantum dynamics [0.0]
  回路編み込みを用いて、大きな量子システムを小さなサブシステムに分割し、それぞれを別々のデバイスでシミュレートすることができる。 長径ゲートを切断することで回路深度を低減するために,同じ手法が利用できることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-14T17:01:06Z)
• Stabilization of Discrete Time-Crystaline Response on a Superconducting Quantum Computer by increasing the Interaction Range [0.0]
  NISQデバイスにおける量子ビット接続の限界を克服するデジタル量子シミュレーションの結果を示す。 回路深さを増大させるコストで、物理的に切断された量子ビット間のカップリングの実装方法を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-23T18:00:12Z)
• Simulating the Mott transition on a noisy digital quantum computer via Cartan-based fast-forwarding circuits [62.73367618671969]
  動的平均場理論(DMFT)は、ハバードモデルの局所グリーン関数をアンダーソン不純物のモデルにマッピングする。 不純物モデルを効率的に解くために、量子およびハイブリッド量子古典アルゴリズムが提案されている。 この研究は、ノイズの多いデジタル量子ハードウェアを用いたMott相転移の最初の計算を提示する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-10T17:32:15Z)
• 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)
• Continuous-time dynamics and error scaling of noisy highly-entangling quantum circuits [58.720142291102135]
  最大21キュービットの雑音量子フーリエ変換プロセッサをシミュレートする。 我々は、デジタルエラーモデルに頼るのではなく、微視的な散逸過程を考慮に入れている。 動作中の消散機構によっては、入力状態の選択が量子アルゴリズムの性能に強い影響を与えることが示される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-08T14:55:44Z)
• Fast and differentiable simulation of driven quantum systems [58.720142291102135]
  我々は、ダイソン展開に基づく半解析手法を導入し、標準数値法よりもはるかに高速に駆動量子系を時間発展させることができる。 回路QEDアーキテクチャにおけるトランスモン量子ビットを用いた2量子ゲートの最適化結果を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-16T21:43:38Z)
• Efficient classical simulation of random shallow 2D quantum circuits [104.50546079040298]
  ランダム量子回路は古典的にシミュレートするのは難しいと見なされる。 典型例の近似シミュレーションは, 正確なシミュレーションとほぼ同程度に困難であることを示す。 また、十分に浅いランダム回路はより一般的に効率的にシミュレーション可能であると推測する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2019-12-31T19:00:00Z)

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。