論文の概要: Extending the Variational Quantum Eigensolver to Finite Temperatures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.07621v1
• Date: Tue, 16 Aug 2022 09:14:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-30 23:05:07.836541
• Title: Extending the Variational Quantum Eigensolver to Finite Temperatures
• Title（参考訳）: 変量量子固有解法を有限温度に拡張する
• Authors: Johannes Selisko, Maximilian Amsler, Thomas Hammerschmidt, Ralf Drautz, and Thomas Eckl
• Abstract要約: 変動量子固有解器(VQE)を有限温度まで拡張する変動量子熱分解器(VQT)を提案する。 2つの異なるスピン系に対するqVQTの能力を実証する。
• 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 present a variational quantum thermalizer (VQT), called quantum-VQT (qVQT), which extends the variational quantum eigensolver (VQE) to finite temperatures. The qVQT makes use of an intermediate measurement between two variational circuits to encode a density matrix on a quantum device. A classical optimization provides the thermal state and, simultaneously, all associated excited states of a quantum mechanical system. We demonstrate the capabilities of the qVQT for two different spin systems. First, we analyze the performance of qVQT as a function of the circuit depth and the temperature for a 1-dimensional Heisenberg chain. Second, we use the excited states to map the complete, temperature dependent phase diagram of a 2-dimensional J1-J2 Heisenberg model. The numerical experiments demonstrate the efficiency of our approach, which can be readily applied to study various quantum many-body systems at finite temperatures on currently available NISQ devices.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、変量量子固有解器(VQE)を有限温度まで拡張する変量量子熱分解器(VQT)について述べる。 qVQTは、量子デバイス上の密度行列を符号化するために、2つの変分回路間の中間測定を利用する。 古典的最適化は、量子力学系の熱状態と関連する全ての励起状態を同時に提供する。 2つの異なるスピン系に対するqVQTの能力を実証する。 まず,1次元ハイゼンベルク鎖の回路深さと温度の関数としてのqVQTの性能を解析する。 第二に、励起状態を用いて、2次元のJ1-J2ハイゼンベルクモデルの完全な温度依存相図をマッピングする。 数値実験により、現在利用可能なnisqデバイス上での有限温度での様々な量子多体系の研究に容易に応用できる手法の効率を示す。

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