論文の概要: Bosonic field digitization for quantum computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.10793v3
- Date: Sat, 30 Apr 2022 12:18:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-17 07:38:05.810083
- Title: Bosonic field digitization for quantum computers
- Title（参考訳）: 量子コンピュータのためのボゾン場デジタル化
- Authors: Alexandru Macridin, Andy C. Y. Li, Stephen Mrenna, Panagiotis
Spentzouris
- Abstract要約: 我々は、離散化された場振幅ベースで格子ボゾン場の表現に対処する。
本稿では,エラースケーリングを予測し,効率的な量子ビット実装戦略を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 62.997667081978825
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum simulation of quantum field theory is a flagship application of
quantum computers that promises to deliver capabilities beyond classical
computing. The realization of quantum advantage will require methods to
accurately predict error scaling as a function of the resolution and parameters
of the model that can be implemented efficiently on quantum hardware. In this
paper, we address the representation of lattice bosonic fields in a discretized
field amplitude basis, develop methods to predict error scaling, and present
efficient qubit implementation strategies. A low-energy subspace of the bosonic
Hilbert space, defined by a boson occupation cutoff, can be represented with
exponentially good accuracy by a low-energy subspace of a finite size Hilbert
space. The finite representation construction and the associated errors are
directly related to the accuracy of the Nyquist-Shannon sampling and the Finite
Fourier transforms of the boson number states in the field and the
conjugate-field bases. We analyze the relation between the boson mass, the
discretization parameters used for wavefunction sampling and the finite
representation size. Numerical simulations of small size $\Phi^4$ problems
demonstrate that the boson mass optimizing the sampling of the ground state
wavefunction is a good approximation to the optimal boson mass yielding the
minimum low-energy subspace size. However, we find that accurate sampling of
general wavefunctions does not necessarily result in accurate representation.
We develop methods for validating and adjusting the discretization parameters
to achieve more accurate simulations.
- Abstract（参考訳）: 量子場理論の量子シミュレーション (quantum simulation of quantum field theory) は、古典的コンピューティングを超えた能力の提供を約束する量子コンピュータのフラッグシップアプリケーションである。
量子アドバンテージの実現には、量子ハードウェア上で効率的に実装できるモデルの解像度とパラメータの関数として、エラースケーリングを正確に予測する必要がある。
本稿では,離散場振幅基底における格子ボソニック場の表現を扱い,誤差スケーリングを予測する手法を開発し,効率的な量子ビット実装戦略を提案する。
ボゾン占有切断によって定義されるボゾンヒルベルト空間の低エネルギー部分空間は、有限サイズのヒルベルト空間の低エネルギー部分空間によって指数関数的に精度良く表現できる。
有限表現構成と関連する誤差は、ナイキスト・シャノンサンプリングの精度と、場および共役場基底におけるボソン数状態の有限フーリエ変換に直接関係している。
本研究では, ボソン質量, 波動関数サンプリングに用いる離散化パラメータと有限表現サイズとの関係を解析した。
小さめの$\Phi^4$問題の数値シミュレーションにより、基底状態の波動関数のサンプリングを最適化するボソン質量は、最小の低エネルギー部分空間サイズのボソン質量を最適に近似することを示した。
しかし、一般波動関数の正確なサンプリングは必ずしも正確な表現をもたらすとは限らない。
我々は、より正確なシミュレーションを実現するために、離散化パラメータの検証と調整を行う方法を開発した。
関連論文リスト
- Optimizing random local Hamiltonians by dissipation [44.99833362998488]
簡単な量子ギブスサンプリングアルゴリズムが最適値の$Omega(frac1k)$-fraction近似を達成することを証明した。
この結果から, 局所スピンおよびフェルミオンモデルに対する低エネルギー状態の発見は量子的に容易であるが, 古典的には非自明であることが示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-04T20:21:16Z) - Heisenberg-limited Bayesian phase estimation with low-depth digital quantum circuits [0.0]
ベイズ位相推定のオーバーヘッドを一定に抑えるため,準最適精度を実現する手法を開発し,解析する。
提案手法は, 類似した初期状態の集合を利用する文献において, 既知のスキームよりも優れていることを示す。
また,提案手法の動的範囲を拡張するために,効率的な位相巻き戻しプロトコルを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-08T14:59:16Z) - Quantum Semidefinite Programming with Thermal Pure Quantum States [0.5639904484784125]
行列乗法重み付けアルゴリズムの量子化'''は、古典的アルゴリズムよりも2次的に高速なSDPの近似解が得られることを示す。
この量子アルゴリズムを改良し、ギブス状態サンプリング器を熱純量子(TPQ)状態に置き換えることで、同様のスピードアップが得られることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-11T18:00:53Z) - Message-Passing Neural Quantum States for the Homogeneous Electron Gas [41.94295877935867]
連続空間における強相互作用フェルミオンをシミュレートするメッセージパッシング・ニューラルネットワークに基づく波動関数Ansatzを導入する。
等質電子ガスの基底状態を3次元でシミュレーションすることにより,その精度を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-12T04:12:04Z) - Avoiding barren plateaus in the variational determination of geometric
entanglement [0.0]
本研究では,多数の量子ビットに対するエンタングルメントの幾何的測定の変分決定において,バレンプラトー現象を回避できる手法を提案する。
我々は,局所関数を効率的に推定し,最適化できることを解析的に実証した。
特に、ハードウェアノイズや高次元システムで定義された大域関数によって誘導される不毛の台地から脱出することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-26T08:58:50Z) - Importance sampling for stochastic quantum simulations [68.8204255655161]
我々は、係数に応じてハミルトン式からサンプリングしてランダムな積公式を構築するqDriftプロトコルを導入する。
サンプリング段階における個別のシミュレーションコストを考慮し、同じ精度でシミュレーションコストを削減可能であることを示す。
格子核効果場理論を用いて数値シミュレーションを行った結果, 実験結果が得られた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-12T15:06:32Z) - Probing finite-temperature observables in quantum simulators of spin
systems with short-time dynamics [62.997667081978825]
ジャジンスキー等式から動機付けられたアルゴリズムを用いて, 有限温度可観測体がどのように得られるかを示す。
長範囲の逆場イジングモデルにおける有限温度相転移は、捕捉されたイオン量子シミュレータで特徴づけられることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-03T18:00:02Z) - Numerical Simulations of Noisy Quantum Circuits for Computational
Chemistry [51.827942608832025]
短期量子コンピュータは、小さな分子の基底状態特性を計算することができる。
計算アンサッツの構造と装置ノイズによる誤差が計算にどのように影響するかを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-31T16:33:10Z) - Provably accurate simulation of gauge theories and bosonic systems [2.406160895492247]
本研究では,局所量子数の成長率を限定する手法を開発する。
Hubbard-Holsteinモデルの場合、精度が$epsilon$となる$Lambda$のバウンドを計算する。
また、時間進化の正確さを証明可能な保証でハミルトンを破る基準を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-13T18:00:02Z) - Heisenberg-limited ground state energy estimation for early
fault-tolerant quantum computers [3.7747526957907303]
ハイゼンベルク制限精度スケーリングを用いてハミルトンの基底状態エネルギーを推定する方法を提案する。
提案アルゴリズムは,スペクトル測度の近似累積分布関数も生成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-22T20:21:56Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。