論文の概要: Algebraic Compression of Quantum Circuits for Hamiltonian Evolution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.03282v2
- Date: Fri, 20 Aug 2021 17:51:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-19 04:57:04.617336
- Title: Algebraic Compression of Quantum Circuits for Hamiltonian Evolution
- Title（参考訳）: ハミルトニアン進化のための量子回路の代数圧縮
- Authors: Efekan K\"okc\"u, Daan Camps, Lindsay Bassman, James K. Freericks,
Wibe A. de Jong, Roel Van Beeumen, Alexander F. Kemper
- Abstract要約: 時間依存ハミルトニアンの下でのユニタリ進化は、量子ハードウェアにおけるシミュレーションの重要な構成要素である。
本稿では、トロッターステップを1ブロックの量子ゲートに圧縮するアルゴリズムを提案する。
この結果、ハミルトニアンのある種のクラスに対する固定深度時間進化がもたらされる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 52.77024349608834
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Unitary evolution under a time dependent Hamiltonian is a key component of
simulation on quantum hardware. Synthesizing the corresponding quantum circuit
is typically done by breaking the evolution into small time steps, also known
as Trotterization, which leads to circuits whose depth scales with the number
of steps. When the circuit elements are limited to a subset of SU(4) -- or
equivalently, when the Hamiltonian may be mapped onto free fermionic models --
several identities exist that combine and simplify the circuit. Based on this,
we present an algorithm that compresses the Trotter steps into a single block
of quantum gates. This results in a fixed depth time evolution for certain
classes of Hamiltonians. We explicitly show how this algorithm works for
several spin models, and demonstrate its use for adiabatic state preparation of
the transverse field Ising model.
- Abstract（参考訳）: 時間依存ハミルトニアンの下でのユニタリ進化は、量子ハードウェアにおけるシミュレーションの重要な要素である。
対応する量子回路の合成は、通常、進化を小さな時間ステップに分解することで行われる。
回路要素が su(4) の部分集合に制限されているとき、あるいは同値な場合、ハミルトニアンが自由フェルミオン模型に写像される場合、回路を結合し単純化する連続的な同一性が存在する。
そこで本研究では,トロッターステップを量子ゲートの一ブロックに圧縮するアルゴリズムを提案する。
この結果、ハミルトニアンのある種のクラスに対する固定深度時間進化がもたらされる。
このアルゴリズムがいくつかのスピンモデルに対してどのように機能するかを明確に示し、横フィールドイジングモデルの断熱的状態準備に使用することを示す。
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