論文の概要: Evaluating thermal expectation values by almost ideal sampling with Trotter gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.03523v2
• Date: Mon, 16 Jan 2023 01:37:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-27 08:10:11.663713
• Title: Evaluating thermal expectation values by almost ideal sampling with Trotter gates
• Title（参考訳）: トロッターゲートを用いたほぼ理想的サンプリングによる熱期待値の評価
• Authors: Shimpei Goto, Ryui Kaneko, and Ippei Danshita
• Abstract要約: 有限温度における量子多体系のシミュレーションにおけるサンプリング効率について検討する。 サンプリング効率は,典型的な純量子状態法(TPQ)とほぼ等しいことがわかった。
• 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 investigate the sampling efficiency for the simulations of quantum many-body systems at finite temperatures when initial sampling states are generated by applying Trotter gates to random phase product states (RPPSs). We restrict the number of applications of Trotter gates to be proportional to the system size, and thus the preparation would be easily accomplished in fault-tolerant quantum computers. When the Trotter gates are made from a nonintegrable Hamiltonian, we observe that the sampling efficiency increases with system size. This trend means that almost ideal sampling of initial states can be achieved in sufficiently large systems. We also find that the sampling efficiency is almost equal to that obtained by a typical pure quantum (TPQ) state method utilizing Haar random sampling in some cases. These findings suggest that chaotic Hamiltonian dynamics can transform RPPSs into an alternative to TPQ states for evaluating thermal expectation values.
• Abstract（参考訳）: ランダム位相積状態(rppss)にトロッターゲートを適用して初期サンプリング状態を生成する場合,有限温度での量子多体系のシミュレーションにおけるサンプリング効率について検討する。 我々は,システムサイズに比例するトロッターゲートの応用数を制限し,フォールトトレラント量子コンピュータでは容易に作成できることを示した。 トロッターゲートが非可積分なハミルトニアンから作られるとき、サンプリング効率はシステムサイズに応じて増加することが観察される。 この傾向は、初期状態のほぼ理想的なサンプリングが十分大きなシステムで達成できることを意味する。 また,ハールランダムサンプリングを用いた典型的な純量子(tpq)状態法では,サンプリング効率がほぼ同等であることが判明した。 これらの結果から, カオスハミルトニアン力学は, RPPSをTPQ状態の代替として熱予測値を評価することが可能であることが示唆された。

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