論文の概要: Advancing Hybrid Quantum-Classical Algorithms via Mean-Operators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.07527v1
- Date: Thu, 15 Jul 2021 18:00:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-22 05:15:13.407003
- Title: Advancing Hybrid Quantum-Classical Algorithms via Mean-Operators
- Title(参考訳): 平均演算子によるハイブリッド量子古典アルゴリズムの改良
- Authors: Donggyu Kim, Pureum Noh, Hyun-Yong Lee, Eun-Gook Moon
- Abstract要約: 量子多体系の絡み合いは将来の技術と科学の鍵となる概念である。
本稿では, ハイブリットアルゴリズムの利点と凝縮物質物理学における標準平均場理論を組み合わせることで, 限界を克服する理論を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.30905468888217874
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Entanglement in quantum many-body systems is the key concept for future
technology and science, opening up a possibility to explore uncharted realms in
an enormously large Hilbert space. The hybrid quantum-classical algorithms have
been suggested to control quantum entanglement of many-body systems, and yet
their applicability is intrinsically limited by the numbers of qubits and
quantum operations. Here we propose a theory which overcomes the limitations by
combining advantages of the hybrid algorithms and the standard
mean-field-theory in condensed matter physics, named as mean-operator-theory.
We demonstrate that the number of quantum operations to prepare an entangled
target many-body state such as symmetry-protected-topological states is
significantly reduced by introducing a mean-operator. We also show that a class
of mean-operators is expressed as time-evolution operators and our theory is
directly applicable to quantum simulations with $^{87}$Rb neutral atoms or
trapped $^{40}$Ca$^+$ ions.
- Abstract(参考訳): 量子多体系の絡み合いは将来の技術と科学の鍵となる概念であり、巨大なヒルベルト空間で未知の領域を探索する可能性を開く。
ハイブリッド量子古典アルゴリズムは多体系の量子絡み合いを制御するために提案されているが、それらの応用性は本質的に量子ビット数と量子演算によって制限されている。
本稿では,ハイブリットアルゴリズムの利点と凝縮物質物理学における標準平均場理論を組み合わせ,その限界を克服する理論を提案する。
対称性保護位相状態のような絡み合った多体状態を生成する量子演算の数が平均演算子を導入することで大幅に減少することを示す。
また、平均演算子のクラスは時間発展演算子として表現され、この理論は$^{87}$rb中性原子を持つ量子シミュレーションや捕えられた$^{40}$ca$^+$ イオンに直接適用できることを示した。
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