論文の概要: Quantum dynamics simulations beyond the coherence time on NISQ hardware by variational Trotter compression

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.12654v1
• Date: Thu, 23 Dec 2021 15:44:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-03 17:50:33.285145
• Title: Quantum dynamics simulations beyond the coherence time on NISQ hardware by variational Trotter compression
• Title（参考訳）: 変分トロッター圧縮によるNISQハードウェアのコヒーレンス時間を超える量子力学シミュレーション
• Authors: Noah F. Berthusen, Tha\'is V. Trevisan, Thomas Iadecola, Peter P. Orth
• Abstract要約: 我々は,今日のIBM量子ハードウェア上でのハイゼンベルクモデルの時間後力学シミュレーションを実演する。 本稿では,現在のハードウェア上で必要なコスト関数,時間進化状態と変動状態の重なりを計測する方法を示す。 実ハードウェア上でのシミュレーションの実施に加えて,ノイズのない,ノイズの多い古典シミュレーションを用いて,アルゴリズムの性能とスケーリング挙動について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We demonstrate a post-quench dynamics simulation of a Heisenberg model on present-day IBM quantum hardware that extends beyond the coherence time of the device. This is achieved using a hybrid quantum-classical algorithm that propagates a state using Trotter evolution and then performs a classical optimization that effectively compresses the time-evolved state into a variational form. When iterated, this procedure enables simulations to arbitrary times with an error controlled by the compression fidelity and a fixed Trotter step size. We show how to measure the required cost function, the overlap between the time-evolved and variational states, on present-day hardware, making use of several error mitigation methods. In addition to carrying out simulations on real hardware, we investigate the performance and scaling behavior of the algorithm with noiseless and noisy classical simulations. We find the main bottleneck in going to larger system sizes to be the difficulty of carrying out the optimization of the noisy cost function.
• Abstract（参考訳）: 我々は、デバイスのコヒーレンス時間を超えた現在のibm量子ハードウェア上でのハイゼンベルクモデルのポストクエンチダイナミクスシミュレーションを実証する。 これは、トロッター進化を用いて状態を伝播し、時間発展した状態を変分形式に効果的に圧縮する古典的最適化を実行するハイブリッド量子古典アルゴリズムを用いて達成される。 この手順を繰り返すと、圧縮忠実度と固定されたトロッターステップサイズで制御された誤差で任意のタイミングでシミュレーションを行うことができる。 本稿では,現在のハードウェア上で要求されるコスト関数,時間発展状態と変動状態の重なりを,複数の誤り軽減手法を用いて測定する方法を示す。 実ハードウェア上でのシミュレーションの実施に加えて,ノイズのない,ノイズの多い古典的シミュレーションによるアルゴリズムの性能とスケーリング挙動について検討する。 システムサイズを大きくする上でのボトルネックは,ノイズの多いコスト関数の最適化が困難であることにある。

関連論文リスト

• Simulating the Schwinger Model with a Regularized Variational Quantum Imaginary Time Evolution [9.615119990353087]
  シュウィンガーモデルは、量子色力学において非摂動アルゴリズムをテストするためのベンチマークとして機能する。 古典的アルゴリズムは「符号問題」のようなシュウィンガーモデルをシミュレートする際に問題に遭遇する
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-20T13:51:48Z)
• Problem specific classical optimization of Hamiltonian simulation [1.602751335094621]
  変動ハミルトニアンシミュレーションのための古典的前処理ルーチンを提案する。 我々は、常に同じ順序のトロッター列に対して最適化の可能性があることを示す。 我々は,同じゲート数のトロッター列と比較して,3桁以上の精度向上が得られた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-12T16:12:08Z)
• Robust Extraction of Thermal Observables from State Sampling and Real-Time Dynamics on Quantum Computers [49.1574468325115]
  我々は、状態の密度、特にその非負性性に制約を課す手法を導入し、この方法で、ノイズのある時系列からボルツマン重みを確実に抽出できることを示す。 本研究により,今日の量子コンピュータにおける時系列アルゴリズムの実装により,多体量子系の有限温度特性の研究が可能となった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-30T18:00:05Z)
• Dynamical quantum phase transitions of the Schwinger model: real-time dynamics on IBM Quantum [0.0]
  格子ゲージ理論の枠組みにおけるシュウィンガーモデルに近似した数量子系のリアルタイム力学をシミュレーションするアルゴリズムを実装した。 IBM Quantumのシミュレーション能力の制限は、単一量子ビットゲートと2量子ビットゲートの応用に影響を与えるノイズによって課される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-02T15:13:21Z)
• Simulating the Mott transition on a noisy digital quantum computer via Cartan-based fast-forwarding circuits [62.73367618671969]
  動的平均場理論(DMFT)は、ハバードモデルの局所グリーン関数をアンダーソン不純物のモデルにマッピングする。 不純物モデルを効率的に解くために、量子およびハイブリッド量子古典アルゴリズムが提案されている。 この研究は、ノイズの多いデジタル量子ハードウェアを用いたMott相転移の最初の計算を提示する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-10T17:32:15Z)
• Quantum algorithms for quantum dynamics: A performance study on the spin-boson model [68.8204255655161]
  量子力学シミュレーションのための量子アルゴリズムは、伝統的に時間進化作用素のトロッター近似の実装に基づいている。 変分量子アルゴリズムは欠かせない代替手段となり、現在のハードウェア上での小規模なシミュレーションを可能にしている。 量子ゲートコストが明らかに削減されているにもかかわらず、現在の実装における変分法は量子的優位性をもたらすことはありそうにない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-09T18:00:05Z)
• Evaluating low-depth quantum algorithms for time evolution on fermion-boson systems [0.0]
  量子システムの時間進化をシミュレーションすることは、量子コンピューティングの最も有望な応用の1つである。 本稿では,Jaynes-Cummingsモデルとその拡張を,短期量子コンピュータ上での時間進化アルゴリズムの探索に有用な玩具モデルとして提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-07T22:03:17Z)
• Fixed Depth Hamiltonian Simulation via Cartan Decomposition [59.20417091220753]
  時間に依存しない深さの量子回路を生成するための構成的アルゴリズムを提案する。 一次元横フィールドXYモデルにおけるアンダーソン局在化を含む、モデルの特殊クラスに対するアルゴリズムを強調する。 幅広いスピンモデルとフェルミオンモデルに対して正確な回路を提供するのに加えて、我々のアルゴリズムは最適なハミルトニアンシミュレーションに関する幅広い解析的および数値的な洞察を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-01T19:06:00Z)
• Continuous-time dynamics and error scaling of noisy highly-entangling quantum circuits [58.720142291102135]
  最大21キュービットの雑音量子フーリエ変換プロセッサをシミュレートする。 我々は、デジタルエラーモデルに頼るのではなく、微視的な散逸過程を考慮に入れている。 動作中の消散機構によっては、入力状態の選択が量子アルゴリズムの性能に強い影響を与えることが示される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-08T14:55:44Z)
• Fast and differentiable simulation of driven quantum systems [58.720142291102135]
  我々は、ダイソン展開に基づく半解析手法を導入し、標準数値法よりもはるかに高速に駆動量子系を時間発展させることができる。 回路QEDアーキテクチャにおけるトランスモン量子ビットを用いた2量子ゲートの最適化結果を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-16T21:43:38Z)

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。