論文の概要: Long-time simulations with high fidelity on quantum hardware
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.04313v1
- Date: Mon, 8 Feb 2021 16:18:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-02-11 04:22:09.855613
- Title: Long-time simulations with high fidelity on quantum hardware
- Title(参考訳): 量子ハードウェアにおける高忠実度長期シミュレーション
- Authors: Joe Gibbs, Kaitlin Gili, Zo\"e Holmes, Benjamin Commeau, Andrew
Arrasmith, Lukasz Cincio, Patrick J. Coles and Andrew Sornborger
- Abstract要約: 本研究では,現在のハードウェア上で長時間,高忠実度シミュレーションを行うことが可能であることを示す。
具体的には、リゲッティおよびIBM量子コンピュータ上でのXYモデルスピンチェーンをシミュレートする。
これは反復トロッター法で可能なよりも150倍長い因子である。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.8909337252764988
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Moderate-size quantum computers are now publicly accessible over the cloud,
opening the exciting possibility of performing dynamical simulations of quantum
systems. However, while rapidly improving, these devices have short coherence
times, limiting the depth of algorithms that may be successfully implemented.
Here we demonstrate that, despite these limitations, it is possible to
implement long-time, high fidelity simulations on current hardware.
Specifically, we simulate an XY-model spin chain on the Rigetti and IBM quantum
computers, maintaining a fidelity of at least 0.9 for over 600 time steps. This
is a factor of 150 longer than is possible using the iterated Trotter method.
Our simulations are performed using a new algorithm that we call the fixed
state Variational Fast Forwarding (fsVFF) algorithm. This algorithm decreases
the circuit depth and width required for a quantum simulation by finding an
approximate diagonalization of a short time evolution unitary. Crucially, fsVFF
only requires finding a diagonalization on the subspace spanned by the initial
state, rather than on the total Hilbert space as with previous methods,
substantially reducing the required resources.
- Abstract(参考訳): 中規模の量子コンピュータは今やクラウド上で公開され、量子システムの動的シミュレーションを行うエキサイティングな可能性を開く。
しかし、急速に改善される一方で、これらのデバイスはコヒーレンス時間が短く、うまく実装できるアルゴリズムの深さが制限される。
ここでは、これらの制限にもかかわらず、現在のハードウェア上で長時間、高忠実度シミュレーションを実装できることを実証する。
具体的には、リゲッティとIBMの量子コンピュータ上のXYモデルスピンチェーンをシミュレートし、600以上の時間ステップで少なくとも0.9の忠実さを維持する。
これは反復トロッター法で可能なよりも150倍長い因子である。
我々のシミュレーションは、固定状態変動高速フォワード法(fsVFF)アルゴリズムと呼ばれる新しいアルゴリズムを用いて行われる。
このアルゴリズムは、短時間進化ユニタリの近似対角化を見つけることにより、量子シミュレーションに必要な回路深さと幅を減少させる。
要するに、fsVFF は、従来の方法のようにヒルベルト空間全体ではなく、初期状態によってまたがる部分空間上の対角化を見つけるだけで、必要な資源を大幅に削減できる。
関連論文リスト
- Classical Chaos in Quantum Computers [55.41644538483948]
50-100量子ビットからなる現在の量子プロセッサは、シリコンコンピュータ上の量子シミュレーションの範囲外で動作する。
我々は,テキスト古典的限界のシミュレーションが,この問題を緩和する潜在的に強力な診断ツールであることを実証した。
古典的および量子シミュレーションは、$mathcalO$transmonsを持つシステムにおいて、同様の安定性指標をもたらす。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-04-27T18:00:04Z) - Towards Neural Variational Monte Carlo That Scales Linearly with System
Size [67.09349921751341]
量子多体問題(Quantum many-body problem)は、例えば高温超伝導体のようなエキゾチックな量子現象をデミストする中心である。
量子状態を表すニューラルネットワーク(NN)と変分モンテカルロ(VMC)アルゴリズムの組み合わせは、そのような問題を解決する上で有望な方法であることが示されている。
ベクトル量子化技術を用いて,VMCアルゴリズムの局所エネルギー計算における冗長性を利用するNNアーキテクチャVector-Quantized Neural Quantum States (VQ-NQS)を提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-12-21T19:00:04Z) - Hybrid Quantum Singular Spectrum Decomposition for Time Series Analysis [0.0]
特異スペクトル分解(英: singular spectrum decomposition, SSD)は、非定常および非線形時系列から狭帯域成分を抽出する適応法である。
本稿では,SVDサブルーチンを量子コンピュータに割り当てることにより,量子SSDを提案する。
乱数化SVDを用いることで、回路の1つに量子ビット制限を課すことで、可視性を向上させることができることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-12-17T10:05:59Z) - Probing finite-temperature observables in quantum simulators of spin
systems with short-time dynamics [62.997667081978825]
ジャジンスキー等式から動機付けられたアルゴリズムを用いて, 有限温度可観測体がどのように得られるかを示す。
長範囲の逆場イジングモデルにおける有限温度相転移は、捕捉されたイオン量子シミュレータで特徴づけられることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-06-03T18:00:02Z) - Quantum Davidson Algorithm for Excited States [58.829500306784205]
我々は、量子ダビッドソンアルゴリズム、すなわち量子ダビッドソン(QDavidson)アルゴリズムを開発する。
固有状態の残基はクリロフ部分空間の拡大に使われ、コンパクトなクリロフ部分空間は正確な解に近くなる。
既存のQKS法と比較して、QDavidsonアルゴリズムは高速に収束し、より浅い回路となる。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-04-22T15:03:03Z) - Improved variational quantum eigensolver via quasi-dynamical evolution [0.0]
変分量子固有解法 (VQE) は、現在および短期の量子デバイス向けに設計されたハイブリッド量子古典アルゴリズムである。
VQEには、量子優位性に対する好ましいスケーリングを禁じる問題がある。
本稿では,VQEを補う量子アニール法を提案する。
改良されたVQEは不毛の台地を回避し、局所的なミニマを放出し、低深度回路で動作する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-02-21T11:21:44Z) - Fragmented imaginary-time evolution for early-stage quantum signal
processors [0.0]
QITE(Quantum imaginary-time Evolution)のシミュレーションは、量子計算の大きな可能性である。
我々の主な貢献は、新しい世代の決定論的高精度QITEアルゴリズムである。
複雑化に優れたQITE回路サブルーチンを2つ提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-10-25T18:02:24Z) - Error-resilient Monte Carlo quantum simulation of imaginary time [5.625946422295428]
本稿では,仮想時間進化のシミュレーションと基底状態問題の解法を提案する。
量子位相推定と比較すると、トロッターステップ数は何千倍も小さい。
モンテカルロ量子シミュレーションは完全なフォールトトレラントな量子コンピュータがなくても有望であることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-09-16T08:51:24Z) - Demonstrating robust simulation of driven-dissipative problems on
near-term quantum computers [53.20999552522241]
量子コンピュータは物理学と化学における量子力学系のシミュレーションに革命をもたらす。
現在の量子コンピュータは、訂正されていないノイズ、ゲートエラー、デコヒーレンスのためにアルゴリズムを不完全に実行している。
ここでは、量子力学における最も難しい問題の1つとして、駆動散逸多体問題の解法が本質的にエラーに対して堅牢であることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-08-02T21:36:37Z) - Fast-Forwarding with NISQ Processors without Feedback Loop [0.0]
量子シミュレーションのための代替対角化アルゴリズムとして古典量子高速フォワード法(CQFF)を提案する。
CQFFは古典的量子フィードバックループと制御されたマルチキュービットユニタリの必要性を取り除く。
私たちの仕事は、以前の記録よりも104ドルの改善を提供します。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-04-05T14:29:33Z) - 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)
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。