論文の概要: Strongly Universal Hamiltonian Simulators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.02991v1
- Date: Fri, 5 Feb 2021 04:18:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-12 11:59:14.072099
- Title: Strongly Universal Hamiltonian Simulators
- Title（参考訳）: 強普遍ハミルトンシミュレータ
- Authors: Leo Zhou, Dorit Aharonov
- Abstract要約: ハミルトニアンの普遍族は、任意の局所ハミルトニアンをシミュレートすることができる。
我々は、これらの普遍的な族が実際には「強く」普遍的な効率的な構成を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.38073142980733
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A universal family of Hamiltonians can be used to simulate any local
Hamiltonian by encoding its full spectrum as the low-energy subspace of a
Hamiltonian from the family. Many spin-lattice model Hamiltonians -- such as
Heisenberg or XY interaction on the 2D square lattice -- are known to be
universal. However, the known encodings can be very inefficient, requiring
interaction energy that scales exponentially with system size if the original
Hamiltonian has higher-dimensional, long-range, or even all-to-all
interactions. In this work, we provide an efficient construction by which these
universal families are in fact "strongly" universal. This means that the
required interaction energy and all other resources in the 2D simulator scale
polynomially in the size of the target Hamiltonian and precision parameters,
regardless of the target's connectivity. This exponential improvement over
previous constructions is achieved by combining the tools of quantum phase
estimation algorithm and circuit-to-Hamiltonian transformation in a
non-perturbative way that only incurs polynomial overhead. The simulator
Hamiltonian also possess certain translation-invariance. Furthermore, we show
that even 1D Hamiltonians with nearest-neighbor interaction of 8-dimensional
particles on a line are strongly universal Hamiltonian simulators, although
without any translation-invariance. Our results establish that analog quantum
simulations of general systems can be made efficient, greatly increasing their
potential as applications for near-future quantum technologies.
- Abstract（参考訳）: 普遍的なハミルトニアン族は、その全スペクトルをハミルトニアン族からの低エネルギー部分空間として符号化することで、任意の局所ハミルトニアンをシミュレートすることができる。
多くのスピン格子模型、例えばハイゼンベルクや2次元正方格子上のXY相互作用は普遍的であることが知られている。
しかし、既知のエンコーディングは非常に非効率であり、元のハミルトニアンが高次元、長距離、あるいは全対全相互作用を持つ場合、システムサイズと指数関数的にスケールする相互作用エネルギーを必要とする。
本研究では,これらの普遍的家族を「強く」普遍的に構成する効率的な構成法を提案する。
これは、2dシミュレータの必要な相互作用エネルギーとその他のリソースが、ターゲットの接続性に関係なく、ターゲットのハミルトニアンと精度パラメータのサイズを多項式的にスケールすることを意味する。
この指数的改善は、量子位相推定アルゴリズムと回路-ハミルトン変換のツールを多項式オーバーヘッドのみを引き起こす非摂動的な方法で組み合わせることで達成される。
シミュレータハミルトニアンもある種の変換不変性を持っている。
さらに,線上の8次元粒子の近距離-近距離相互作用を持つ1次元ハミルトニアンでさえ,翻訳-不変性がなくても強い普遍的ハミルトニアンシミュレータであることを示した。
以上の結果から,一般システムのアナログ量子シミュレーションを効率的に行うことが可能であることが確認された。
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) - Quantum simulation of one-dimensional fermionic systems with Ising Hamiltonians [0.07373617024876723]
本研究では, 局所的横場を持つ単純イジング型ハミルトニアンを用いて, 1次元におけるスピンレスフェルミオン系の時間進化をシミュレートする手法を提案する。
提案手法により, アナログ量子ハードウェア上でのフェミオン多体系のシミュレーションが可能となる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-10T15:39:55Z) - Neutron-nucleus dynamics simulations for quantum computers [49.369935809497214]
一般ポテンシャルを持つ中性子核シミュレーションのための新しい量子アルゴリズムを開発した。
耐雑音性トレーニング法により、ノイズの存在下でも許容される境界状態エネルギーを提供する。
距離群可換性(DGC)と呼ばれる新しい可換性スキームを導入し、その性能をよく知られたqubit-commutativityスキームと比較する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-22T16:33:48Z) - Leveraging Hamiltonian Simulation Techniques to Compile Operations on Bosonic Devices [0.43496401697112697]
特定の操作のクラスを実現するために,厳密に証明されたエラー境界を用いた解析的手法を提案する。
本研究は、ハイブリットボソン量子ビットデバイスをよりよく制御するために、ハミルトンシミュレーションの手法を適用する方法を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-27T18:41:47Z) - 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) - Fixed Depth Hamiltonian Simulation via Cartan Decomposition [59.20417091220753]
時間に依存しない深さの量子回路を生成するための構成的アルゴリズムを提案する。
一次元横フィールドXYモデルにおけるアンダーソン局在化を含む、モデルの特殊クラスに対するアルゴリズムを強調する。
幅広いスピンモデルとフェルミオンモデルに対して正確な回路を提供するのに加えて、我々のアルゴリズムは最適なハミルトニアンシミュレーションに関する幅広い解析的および数値的な洞察を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-01T19:06:00Z) - Digital-Analog Quantum Simulations Using The Cross-Resonance Effect [0.0]
デジタルアナログ量子計算は、短期的な量子情報処理に必要な、現在実現不可能なリソース要件を減らすことを目的としている。
超伝導アーキテクチャを考察し、理論上は2量子相互作用から1次元鎖と2次元正方格子に作用するアナログハミルトニアンまで、クロス共振効果を1次まで拡張する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-20T17:07:28Z) - Variational Monte Carlo calculations of $\mathbf{A\leq 4}$ nuclei with
an artificial neural-network correlator ansatz [62.997667081978825]
光核の基底状態波動関数をモデル化するためのニューラルネットワーク量子状態アンサッツを導入する。
我々は、Aleq 4$核の結合エネルギーと点核密度を、上位のピオンレス実効場理論から生じるものとして計算する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-28T14:52:28Z) - Simulating nonnative cubic interactions on noisy quantum machines [65.38483184536494]
量子プロセッサは、ハードウェアに固有のものではないダイナミクスを効率的にシミュレートするためにプログラムできることを示す。
誤差補正のないノイズのあるデバイスでは、モジュールゲートを用いて量子プログラムをコンパイルするとシミュレーション結果が大幅に改善されることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-15T05:16:24Z) - Translationally-Invariant Universal Quantum Hamiltonians in 1D [6.0409040218619685]
1次元の変換不変スピン鎖においても普遍モデルが存在することを示す。
局所ハミルトニアン間の2D--1Dホログラフィック双対性の最初のおもちゃモデルを構築した。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-30T19:05:43Z) - Universal Translationally-Invariant Hamiltonians [8.020742121274418]
普遍量子ハミルトニアンの概念を翻訳不変系の設定にまで拡張する。
ハイゼンベルクまたはXY相互作用からなる量子ハミルトニアンは、様々な相互作用強度の相互作用が普遍的であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-22T15:10:29Z)
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。