論文の概要: Hybridized Methods for Quantum Simulation in the Interaction Picture

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.03308v3
• Date: Wed, 10 Aug 2022 19:13:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-15 22:34:10.006187
• Title: Hybridized Methods for Quantum Simulation in the Interaction Picture
• Title（参考訳）: 相互作用画像における量子シミュレーションのハイブリッド化手法
• Authors: Abhishek Rajput, Alessandro Roggero, Nathan Wiebe
• Abstract要約: 本研究では,異なるシミュレーション手法をハイブリダイズし,インタラクション・ピクチャー・シミュレーションの性能を向上させるフレームワークを提案する。 これらのハイブリッド化手法の物理的応用は、電気遮断において$log2 Lambda$としてゲート複雑性のスケーリングをもたらす。 力学的な制約を受けるハミルトニアンシミュレーションの一般的な問題に対して、これらの手法は、エネルギーコストを課すために使われるペナルティパラメータ$lambda$とは無関係に、クエリの複雑さをもたらす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 69.02115180674885
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Conventional methods of quantum simulation involve trade-offs that limit their applicability to specific contexts where their use is optimal. In particular, the interaction picture simulation has been found to provide substantial asymptotic advantages for some Hamiltonians, but incurs prohibitive constant factors and is incompatible with methods like qubitization. We provide a framework that allows different simulation methods to be hybridized and thereby improve performance for interaction picture simulations over known algorithms. These approaches show asymptotic improvements over the individual methods that comprise them and further make interaction picture simulation methods practical in the near term. Physical applications of these hybridized methods yield a gate complexity scaling as $\log^2 \Lambda$ in the electric cutoff $\Lambda$ for the Schwinger Model and independent of the electron density for collective neutrino oscillations, outperforming the scaling for all current algorithms with these parameters. For the general problem of Hamiltonian simulation subject to dynamical constraints, these methods yield a query complexity independent of the penalty parameter $\lambda$ used to impose an energy cost on time-evolution into an unphysical subspace.
• Abstract（参考訳）: 量子シミュレーションの従来の方法には、最適な特定の文脈に適用性を制限するトレードオフがある。 特に、相互作用画像シミュレーションは、いくつかのハミルトン派には相当な漸近的優位性をもたらすことが判明しているが、禁止的な定数因子を生じさせ、量子化のような方法と相容れない。 異なるシミュレーション手法をハイブリダイゼーションし、既知のアルゴリズム上でのインタラクション画像シミュレーションの性能を向上させるフレームワークを提供する。 これらの手法は, 個々の手法に対する漸近的な改善を示し, 近い将来, 相互作用画像シミュレーション手法を実用化する。 これらのハイブリッド化法の物理的応用は、電気カットオフの$\log^2 \Lambda$としてゲート複雑性のスケーリングをもたらし、シュウィンガー模型の$\Lambda$と集合ニュートリノ振動の電子密度とは独立であり、これらのパラメータで全ての現在のアルゴリズムのスケーリングよりも優れている。 力学的な制約を受けるハミルトンシミュレーションの一般的な問題に対して、これらの手法はペナルティパラメータである $\lambda$ に依存しない問合せ複雑性をもたらし、非物理的部分空間への時間発展にエネルギーコストを課す。

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