論文の概要: Multistate Transition Dynamics by Strong Time-Dependent Perturbation in NISQ era

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.06365v3
• Date: Sun, 24 Apr 2022 16:41:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-04 16:56:14.279207
• Title: Multistate Transition Dynamics by Strong Time-Dependent Perturbation in NISQ era
• Title（参考訳）: NISQ時代の強い時間依存性摂動による多状態遷移ダイナミクス
• Authors: Yulun Wang and Predrag S. Krstic
• Abstract要約: 我々は,McLachlan変分原理をハイブリッド量子古典アルゴリズムに応用した量子計算手法を開発した。 ベンチマークデータと比較すると、遷移確率は1%以上の精度で得られる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We develop a quantum computing scheme utilizing McLachlan variational principle in a hybrid quantum-classical algorithm to accurately calculate the transition dynamics of a closed quantum system with many excited states subject to a strong time-dependent perturbation. A systematic approach for optimal construction of a general N-state ansatz with unary N-qubit encoding is refined. We also utilize qubit efficient encoding in McLachlan variational quantum algorithm to reduce the number of qubits to log2 N, simultaneously diminishing depths of the quantum circuits. The significant reduction of the number of time steps is achieved by use of the second order marching method. Instrumental in obtaining high accuracy are adaptations of the circuits to include time-dependent global phase correction. We illustrated, tested and optimized our quantum computing algorithm on a set of 16 bound hydrogenic eigenstates exposed to a strong laser attosecond pulse. Results for transition probabilities are obtained with accuracy better than 1%, as established by comparison to the benchmark data. Use of interaction representation of the Hamiltonian reduces the effect of both NISQ noise and sampling errors accumulation while the quantum system evolves in time.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,マクラクラン変分原理を用いた量子計算法をハイブリッド量子古典アルゴリズムで開発し,多くの励起状態を持つ閉量子系の遷移ダイナミクスを時間依存摂動に正確に計算する。 単一Nビット符号化による一般N状態アンサッツの最適構築のための体系的アプローチを洗練する。 また,mclachlan変分量子アルゴリズムにおける量子ビットの効率的な符号化を用いて,量子ビット数をlog2nに削減し,量子回路の深さを減少させる。 第2次マーチング法を用いて,時間ステップ数の大幅な削減を実現する。 高精度を得るための機器は、時間依存のグローバル位相補正を含む回路の適応である。 我々は、強いレーザーアト秒パルスにさらされた16個の結合水素固有状態に対して量子コンピューティングアルゴリズムを例証し、テストし、最適化した。 ベンチマークデータと比較すると, 遷移確率は1%以下の精度で得られた。 ハミルトニアンの相互作用表現の使用は、量子系が時間的に進化する間、NISQノイズとサンプリングエラーの蓄積の効果を減少させる。

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