論文の概要: The Perturbed Ferromagnetic Chain: A Tuneable Test of Quantum Hardness
in the Transverse-Field Ising Model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.11019v3
- Date: Thu, 2 Dec 2021 13:41:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-25 23:13:43.709497
- Title: The Perturbed Ferromagnetic Chain: A Tuneable Test of Quantum Hardness
in the Transverse-Field Ising Model
- Title（参考訳）: 摂動強磁性鎖:横磁場イジングモデルにおける量子硬さのチューニング可能なテスト
- Authors: Daniel O'Connor, Louis Fry-Bouriaux, Paul Warburton
- Abstract要約: 本稿では,デコヒーレンスの存在下での量子系が,古典力学を用いて計算を行うものよりも有用かどうかを論じる。
摂動磁性鎖(PFC)はフラストレーションの程度が調整可能なパラメータによって導入された摂動と逆向きにスケールするフラストレーションサブシステムのチェーンである。
このフラストレーションを解く際に、SVMC法が指数関数的に大きな第一励起状態多様体に閉じ込められることを示したが、量子力学を用いた進化は最低エネルギー固有状態のままである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6445605125467572
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum annealing in the transverse-field Ising model (TFIM) with open-system
dynamics is known to use thermally-assisted tunneling to drive computation.
However, it is still subject to debate whether quantum systems in the presence
of decoherence are more useful than those using classical dynamics to drive
computation. We contribute to this debate by introducing the perturbed
ferromagnetic chain (PFC), a chain of frustrated sub-systems where the degree
of frustration scales inversely with the perturbation introduced by a tunable
parameter. This gives us an easily embeddable gadget whereby problem hardness
can be tuned for systems of constant size. We outline the properties of the PFC
and compare classical spin-vector Monte Carlo (SVMC) variants with the
adiabatic quantum master equation. We demonstrate that SVMC methods get trapped
in the exponentially large first-excited-state manifold when solving this
frustrated problem, whereas evolution using quantum dynamics remains in the
lowest energy eigenstates. This results in significant differences in ground
state probability when using either classical or quantum annealing dynamics in
the TFIM.
- Abstract（参考訳）: 逆場イジングモデル(TFIM)と開系力学の量子アニールは、熱補助トンネルを用いて計算を駆動することが知られている。
しかし、デコヒーレンスの存在下での量子系が計算を駆動するために古典力学を使用するものよりも有用かどうかについては議論が続いている。
我々は, 摂動強磁性鎖 (PFC) を導入し, フラストレーションの度合いが, 調整可能なパラメータによって導入された摂動と逆転するフラストレーションサブシステムの連鎖を導入することで, この議論に寄与する。
これにより、難易度が一定サイズのシステムで調整できる、埋め込み可能なガジェットが手に入ります。
pfcの特性を概説し、古典的なスピンベクトルモンテカルロ(svmc)変種と断熱量子マスター方程式を比較した。
このフラストレーションを解く際に、SVMC法が指数関数的に大きな第一励起状態多様体に閉じ込められることを示したが、量子力学を用いた進化は最低エネルギー固有状態のままである。
この結果、TFIMの古典的または量子的アニール力学を使用する場合、基底状態の確率は著しく異なる。
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