論文の概要: Adiabatic Spectroscopy and a Variational Quantum Adiabatic Algorithm
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.01226v2
- Date: Thu, 7 Apr 2022 20:26:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-09 14:26:01.346736
- Title: Adiabatic Spectroscopy and a Variational Quantum Adiabatic Algorithm
- Title（参考訳）: アディバティック分光法と変分量子アディバティックアルゴリズム
- Authors: Benjamin F. Schiffer, Jordi Tura, J. Ignacio Cirac
- Abstract要約: 本稿では,アディバティック進化のスペクトルプロファイルに関する情報を得る方法を提案する。
本稿では、最適化された断熱経路に対する変分量子断熱アルゴリズム(VQAA)の概念を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7734726150561088
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Preparing the ground state of a Hamiltonian is a problem of great
significance in physics with deep implications in the field of combinatorial
optimization. The adiabatic algorithm is known to return the ground state for
sufficiently long preparation times which depend on the a priori unknown
spectral gap. Our work relates in a twofold way. First, we propose a method to
obtain information about the spectral profile of the adiabatic evolution.
Second, we present the concept of a variational quantum adiabatic algorithm
(VQAA) for optimized adiabatic paths. We aim at combining the strengths of the
adiabatic and the variational approaches for fast and high-fidelity ground
state preparation while keeping the number of measurements as low as possible.
Our algorithms build upon ancilla protocols which we present that allow to
directly evaluate the ground state overlap. We benchmark for a non-integrable
spin-1/2 transverse and longitudinal Ising chain with $N=53$ sites using tensor
network techniques. Using a black box, gradient-based approach, we report a
reduction in the total evolution time for a given desired ground state fidelity
by a factor of ten, which makes our method suitable for the limited decoherence
time of noisy-intermediate scale quantum devices.
- Abstract（参考訳）: ハミルトニアンの基底状態の準備は、組合せ最適化の分野において深い意味を持つ物理学において非常に重要な問題である。
断熱アルゴリズムは、事前の未知のスペクトルギャップに依存する十分に長い準備時間で基底状態を返すことが知られている。
私たちの仕事は2倍の方法で関係しています。
まず,アディバティック進化のスペクトルプロファイルに関する情報を得る方法を提案する。
第2に、最適化されたアディバティックパスに対する変分量子アディバティックアルゴリズム(VQAA)の概念を提案する。
本研究の目的は, 測定回数を極力低く保ちつつ, 高速かつ高忠実な地盤状態構築のための断熱と変分アプローチの強度を組み合わせることである。
我々のアルゴリズムは、基底状態の重なりを直接評価できるancillaプロトコル上に構築されている。
我々はテンソルネットワーク技術を用いて,n=53$サイトを持つ非可積分スピン1/2横縦イジングチェーンのベンチマークを行った。
ブラックボックス,勾配に基づくアプローチを用いて,所望の基底状態忠実度に対する総進化時間を10倍に削減し,ノイズ・中間規模量子デバイスの限定的デコヒーレンス時間に適合させる。
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