論文の概要: Efficient classical simulation of open bosonic quantum systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.05526v2
- Date: Fri, 11 Mar 2022 13:46:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-22 12:00:07.317943
- Title: Efficient classical simulation of open bosonic quantum systems
- Title（参考訳）: 開ボソニック量子系の効率的古典シミュレーション
- Authors: Akseli M\"akinen, Joni Ikonen, Takaaki Aoki, Jani Tuorila, Yuichiro
Matsuzaki, and Mikko M\"ott\"onen
- Abstract要約: そこで本研究では,ボソニック量子系の演算子の力学を環境に結合する手法を提案する。
この方法は作用素を複素数値関数の集合に、その随伴マスター方程式を偏微分方程式の集合にマッピングする。
本稿では,超伝導量子プロセッサの動作検証に有用な手法であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: We propose a computationally efficient method to solve the dynamics of
operators of bosonic quantum systems coupled to their environments. The method
maps the operator under interest to a set of complex-valued functions, and its
adjoint master equation to a set of partial differential equations for these
functions, which are subsequently solved numerically. In the limit of weak
coupling to the environment, the mapping of the operator enables storing the
operator efficiently during the simulation, leading to approximately quadratic
improvement in the memory consumption compared with the direct approach of
solving the adjoint master equation in the number basis, while retaining the
computation time comparable. Moreover, the method enables efficient
parallelization which allows to optimize for the actual computational time to
reach an approximately quadratic speed up, while retaining the memory
consumption comparable to the direct approach. We foresee the method to prove
useful, e.g., for the verification of the operation of superconducting quantum
processors.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,ボゾン量子系の演算子の力学を計算効率よく解く手法を提案する。
この方法は演算子を複素数値関数の集合に、その随伴マスター方程式をこれらの関数の偏微分方程式の集合にマッピングし、数値的に解かれる。
環境への弱結合の限界において、演算子のマッピングは、シミュレーション中に演算子を効率的に記憶することができ、演算時間を同等に保ちながら、随伴マスター方程式を数値ベースで解く直接アプローチと比較して、メモリ消費の約2倍の改善をもたらす。
さらに,実際の計算時間を最適化して約2倍の速度に到達できる効率的な並列化を実現するとともに,直接的手法に匹敵するメモリ消費を維持できる。
本稿では,超伝導量子プロセッサの動作検証に有用な手法であることを示す。
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