論文の概要: Classical simulation and theory of quantum annealing in a thermal environment

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.02570v2
• Date: Mon, 21 Feb 2022 10:40:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-12 20:01:45.602047
• Title: Classical simulation and theory of quantum annealing in a thermal environment
• Title（参考訳）: 熱環境における量子アニーリングの古典シミュレーションと理論
• Authors: Hiroki Oshiyama, Sei Suzuki, and Naokazu Shibata
• Abstract要約: 熱環境に結合した量子イジングモデルにおける量子アニールの研究を行った。 しかし、この準静的で等温的な進化は、緩和時間が無限に増加するため、アニーリングの終わり近くで失敗する。 本稿では,D波量子アニールの実験について述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study quantum annealing in the quantum Ising model coupled to a thermal environment. When the speed of quantum annealing is sufficiently slow, the system evolves following the instantaneous thermal equilibrium. This quasistatic and isothermal evolution, however, fails near the end of annealing because the relaxation time grows infinitely, therefore yielding excess energy from the thermal equilibrium. We develop a phenomenological theory based on this picture and derive a scaling relation of the excess energy after annealing. The theoretical results are numerically confirmed using a novel non-Markovian method that we recently proposed based on a path-integral representation of the reduced density matrix and the infinite time evolving block decimation. In addition, we discuss crossovers from weak to strong coupling as well as from the adiabatic to quasistatic regime, and propose experiments on the D-Wave quantum annealer.
• Abstract（参考訳）: 熱環境に結合した量子イジングモデルにおける量子アニールの研究を行う。 量子アニーリングの速度が十分に遅いとき、システムは瞬時の熱平衡に従って進化する。 しかし、この準定常的および等温的進化は、緩和時間が無限に成長するため、熱平衡から過剰なエネルギーを生じるため、アニールの終わり近くで失敗する。 この図に基づいて現象論的理論を開発し, 熱処理後の余剰エネルギーのスケーリング関係を導出する。 この理論結果は,還元密度行列の経路積分表現と無限時間発展ブロックデシメーションに基づいて,最近提案した新しい非マルコフ法を用いて数値的に検証される。 さらに,弱結合から強結合へのクロスオーバーと断熱状態から準静的状態へのクロスオーバーについて検討し,d波量子アニーラの実験を提案する。

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