論文の概要: Preparing Valence-Bond-Solid states on noisy intermediate-scale quantum
computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.07725v2
- Date: Wed, 21 Sep 2022 09:48:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-04 22:42:23.949315
- Title: Preparing Valence-Bond-Solid states on noisy intermediate-scale quantum
computers
- Title（参考訳）: ノイズのある中間スケール量子コンピュータ上でのバレンス・ボンド・ソリッド状態の準備
- Authors: Bruno Murta, Pedro M. Q. Cruz and J. Fern\'andez-Rossier
- Abstract要約: 本稿では,ゲート型量子コンピュータ上で量子スピン波関数の一般クラスを初期化する手法を提案する。
VBS状態は、アフレック、ケネディ、リーブ、タサキによって導入された相互作用量子スピンモデルのクラスにおける正確な基底状態である。
テンソル-ネットワーク表現に基づいてVBS状態を作成するスキームは、ノイズの多い中間スケールの量子コンピュータの範囲内に入るには深さが大きすぎる量子回路を生成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5608803995383594
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum state preparation is a key step in all digital quantum simulation
algorithms. Here we propose methods to initialize on a gate-based quantum
computer a general class of quantum spin wave functions, the so-called
Valence-Bond-Solid (VBS) states, that are important for two reasons. First, VBS
states are the exact ground states of a class of interacting quantum spin
models introduced by Affleck, Kennedy, Lieb and Tasaki (AKLT). Second, the
two-dimensional VBS states are universal resource states for measurement-based
quantum computing. We find that schemes to prepare VBS states based on their
tensor-network representations yield quantum circuits that are too deep to be
within reach of noisy intermediate-scale quantum (NISQ) computers. We then
apply the general non-deterministic method herein proposed to the preparation
of the spin-1 and spin-3/2 VBS states, the ground states of the AKLT models
defined in one dimension and in the honeycomb lattice, respectively. Shallow
quantum circuits of depth independent of the lattice size are explicitly
derived for both cases, making use of optimization schemes that outperform
standard basis gate decomposition methods. Given the probabilistic nature of
the proposed routine, two strategies that achieve a quadratic reduction of the
repetition overhead for any VBS state defined on a bipartite lattice are
devised. Our approach should permit to use NISQ processors to explore the AKLT
model and variants thereof, outperforming conventional numerical methods in the
near future.
- Abstract（参考訳）: 量子状態準備は、全てのデジタル量子シミュレーションアルゴリズムにおいて重要なステップである。
ここでは、ゲートベースの量子コンピュータにおいて、いわゆるvalence-bond-solid(vbs)状態と呼ばれる量子スピン波動関数の一般クラスを初期化する手法を提案する。
まず、VBS状態は、Affleck, Kennedy, Lieb, Tasaki (AKLT) によって導入された相互作用量子スピンモデルの集合の正確な基底状態である。
第二に、二次元vbs状態は計測に基づく量子コンピューティングのための普遍的資源状態である。
テンソル-ネットワーク表現に基づいてVBS状態を作成するスキームは、ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)コンピュータの範囲内になるには深すぎる量子回路を生成する。
そこで, スピン-1およびスピン-3/2 vbs状態, 1次元で定義されるakltモデルの基底状態, ハニカム格子に対して, 一般非決定論的手法を適用した。
格子サイズに依存しない深さの浅い量子回路はどちらの場合においても明示的に導出され、標準基底ゲート分解法を上回る最適化スキームを用いる。
提案ルーチンの確率的性質を考慮し、二部格子上に定義された任意のVBS状態に対して2次的に繰り返しオーバーヘッドを減少させる2つの戦略を考案した。
提案手法では,NISQプロセッサを用いてAKLTモデルとその変種を探索し,近い将来に従来の数値計算法よりも優れていることを示す。
関連論文リスト
- Extending Quantum Perceptrons: Rydberg Devices, Multi-Class Classification, and Error Tolerance [67.77677387243135]
量子ニューロモーフィックコンピューティング(QNC)は、量子計算とニューラルネットワークを融合して、量子機械学習(QML)のためのスケーラブルで耐雑音性のあるアルゴリズムを作成する
QNCの中核は量子パーセプトロン(QP)であり、相互作用する量子ビットのアナログダイナミクスを利用して普遍的な量子計算を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-13T23:56:20Z) - Parallel Quantum Computing Simulations via Quantum Accelerator Platform Virtualization [44.99833362998488]
本稿では,量子回路実行の並列化モデルを提案する。
このモデルはバックエンドに依存しない機能を利用することができ、任意のターゲットバックエンド上で並列量子回路の実行を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-05T17:16:07Z) - Spin coupling is all you need: Encoding strong electron correlation on quantum computers [0.0]
量子コンピュータはスピン結合初期状態の形で支配的絡み合い構造を直接符号化することにより、強相関分子系を効率的にシミュレートできることを示す。
我々の研究は、古典的な挑戦的なシステムのための電子構造のスケーラブルな量子シミュレーションへの道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-04-29T17:14:21Z) - Mapping quantum circuits to shallow-depth measurement patterns based on
graph states [0.0]
我々は,測定に基づく量子コンピューティングのためのハイブリッドシミュレーション手法を開発した。
完全可換作用素の群は完全並列、すなわち非適応的測定を用いて実装可能であることを示す。
量子テレポーテーションを用いることで、そのような回路を一定の量子深さで実装する方法について議論する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-27T19:00:00Z) - Scalable Quantum Ground State Preparation of the Heisenberg Model: A
Variational Quantum Eigensolver Approach [0.0]
変分量子ソルバ (VQE) アルゴリズムは、量子回路と古典的等分量子ソルバからなるシステムである。
異方性XXZモデルに対する臨界状態を含む結合の可能な全ての値に対して基底状態を作成することができるアンザッツを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-23T09:26:34Z) - Quantum Gate Optimization for Rydberg Architectures in the Weak-Coupling
Limit [55.05109484230879]
我々は,Rydberg tweezerシステムにおける2ビットゲートの機械学習支援設計を実演する。
我々は,高忠実度CNOTゲートを実装した最適パルス列を生成する。
単一量子ビット演算の局所的な制御は、原子列上で量子計算を行うのに十分であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-14T18:24:51Z) - Improved iterative quantum algorithm for ground-state preparation [4.921552273745794]
ハミルトン系の基底状態を作成するために,改良された反復量子アルゴリズムを提案する。
提案手法には,各イテレーションにおける成功確率の向上,測定精度に依存しないサンプリングの複雑さ,ゲートの複雑さの低減,およびアシラリー状態が十分に準備された場合の量子資源のみを必要とするという利点がある。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-16T05:57:43Z) - Quantum Davidson Algorithm for Excited States [42.666709382892265]
基底状態と励起状態の両方に対処するために量子クリロフ部分空間(QKS)法を導入する。
固有状態の残余を使ってクリロフ部分空間を拡大し、コンパクトな部分空間を定式化し、正確な解と密接に一致させる。
量子シミュレータを用いて、様々なシステムの励起状態特性を探索するために、新しいQDavidsonアルゴリズムを用いる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-22T15:03:03Z) - Determining ground-state phase diagrams on quantum computers via a
generalized application of adiabatic state preparation [61.49303789929307]
我々は、状態準備のために局所的な断熱ランプを使用して、時間的進化を通じて量子コンピュータ上の基底状態位相図を直接計算することができる。
我々は,IBMの量子マシンを用いて,二つのサイトシステムと3つのサイトシステムの両方の正確な位相図を計算できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-08T23:59:33Z) - A quantum processor based on coherent transport of entangled atom arrays [44.62475518267084]
量子プロセッサは動的で非局所的な接続を持ち、絡み合った量子ビットは高い並列性でコヒーレントに輸送されることを示す。
このアーキテクチャを用いて,クラスタ状態や7キュービットのSteane符号状態などの絡み合ったグラフ状態のプログラム生成を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-07T19:00:00Z) - LIMDD: A Decision Diagram for Simulation of Quantum Computing Including
Stabilizer States [1.1999555634662633]
LIMDD(Local Invertible Map-DD)と呼ばれる,より強力な決定図を導入した。
ポリサイズのLIMDDで表される量子状態の集合は、安定状態と他の決定図の変形の結合を厳密に含んでいることを証明する。
したがって、LIMDDは量子コンピューティングのシミュレーションと解析のための、根本的に強力なソリューションの道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-02T14:24:47Z)
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。