論文の概要: Digital quantum simulation of open quantum systems using quantum imaginary time evolution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.07823v3
• Date: Tue, 16 Nov 2021 20:38:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-03 17:54:54.052549
• Title: Digital quantum simulation of open quantum systems using quantum imaginary time evolution
• Title（参考訳）: 量子想像時間進化を用いたオープン量子系のデジタル量子シミュレーション
• Authors: Hirsh Kamakari, Shi-Ning Sun, Mario Motta, Austin J. Minnich
• Abstract要約: 我々はリンドブラッド方程式によって支配されるオープン量子系の力学のディジタル量子シミュレーションのためのアルゴリズムを報告する。 我々の研究は、量子ハードウェア上のオープン量子システムの力学をシミュレートする努力を進めています。
• 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: Quantum simulation on emerging quantum hardware is a topic of intense interest. While many studies focus on computing ground state properties or simulating unitary dynamics of closed systems, open quantum systems are an interesting target of study owing to their ubiquity and rich physical behavior. However, their non-unitary dynamics are also not natural to simulate on digital quantum devices. Here, we report algorithms for the digital quantum simulation of the dynamics of open quantum systems governed by a Lindblad equation using adaptations of the quantum imaginary time evolution (QITE) algorithm. We demonstrate the algorithms on IBM Quantum's hardware with simulations of the spontaneous emission of a two level system and the dissipative transverse field Ising model. Our work advances efforts to simulate the dynamics of open quantum systems on quantum hardware.
• Abstract（参考訳）: 量子ハードウェアの量子シミュレーションは、非常に興味深いトピックである。 多くの研究は基底状態の計算や閉システムのユニタリダイナミクスのシミュレーションに焦点を当てているが、オープン量子システムはその普遍性とリッチな物理的振る舞いのために研究の興味深いターゲットとなっている。 しかし、それらの非ユニタリダイナミクスはデジタル量子デバイスでシミュレートするのも自然ではない。 本稿では,量子想像時間進化(QITE)アルゴリズムを応用したリンドブラッド方程式により制御されるオープン量子系の力学のディジタル量子シミュレーションのアルゴリズムについて報告する。 我々は,IBM Quantumのハードウェア上で,2レベルシステムの自然放出シミュレーションと散逸的横フィールドイジングモデルを用いてアルゴリズムを実証する。 我々の研究は、量子ハードウェア上でのオープン量子システムのダイナミクスをシミュレートする取り組みを進歩させる。

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