論文の概要: Catastrophic failure of quantum annealing owing to non-stoquastic
Hamiltonian and its avoidance by decoherence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.10983v1
- Date: Thu, 22 Sep 2022 13:10:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-25 18:08:09.084594
- Title: Catastrophic failure of quantum annealing owing to non-stoquastic
Hamiltonian and its avoidance by decoherence
- Title（参考訳）: 非確率ハミルトニアンによる量子アニールの破滅的失敗とデコヒーレンスによる回避
- Authors: Takashi Imoto and Yuichiro Matsuzaki
- Abstract要約: 我々は、非確率的ハミルトン派が量子アニーリング(QA)の破滅的な失敗に繋がることを示す例を示す。
この例では、対称性のため、ハミルトニアンはブロック対角化され、QAの間に交差が起こり、基底状態探索が完全に失敗する。
この結果はQAの基本的なメカニズムについて深い洞察を与えてくれる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum annealing (QA) is a promising method for solving combinatorial
optimization problems whose solutions are embedded into a ground state of the
Ising Hamiltonian. This method employs two types of Hamiltonians: a driver
Hamiltonian and a problem Hamiltonian. After a sufficiently slow change from
the driver Hamiltonian to the problem Hamiltonian, we can obtain the target
ground state that corresponds to the solution. The inclusion of non-stoquastic
terms in the driver Hamiltonian is believed to enhance the efficiency of the
QA. Meanwhile, decoherence is regarded as of the main obstacles for QA. Here,
we present examples showing that non-stoaquastic Hamiltonians can lead to
catastrophic failure of QA, whereas a certain decoherence process can be used
to avoid such failure. More specifically, when we include anti-ferromagnetic
interactions (i.e., typical non-stoquastic terms) in the Hamiltonian, we are
unable to prepare the target ground state even with an infinitely long
annealing time for some specific cases. In our example, owing to a symmetry,
the Hamiltonian is block-diagonalized, and a crossing occurs during the QA,
which leads to a complete failure of the ground-state search. Moreover, we show
that, when we add a certain type of decoherence, we can obtain the ground state
after QA for these cases. This is because, even when symmetry exists in
isolated quantum systems, the environment breaks the symmetry. Our counter
intuitive results provide a deep insight into the fundamental mechanism of QA.
- Abstract（参考訳）: 量子アニール (QA) は、イジング・ハミルトンの基底状態に解が埋め込まれた組合せ最適化問題を解くための有望な方法である。
この方法は、ドライバー・ハミルトンと問題・ハミルトンの2種類のハミルトニアンを用いる。
ドライバハミルトニアンから問題ハミルトニアンへの十分に遅い変化の後、解に対応する対象基底状態を得ることができる。
ドライバーハミルトニアンにおける非確率項の含意は、QAの効率を高めると考えられている。
一方, 脱コヒーレンスをQAの主な障害と見なしている。
ここでは、非確率的ハミルトニアンがQAの破滅的な失敗に繋がることを示す一方、ある種のデコヒーレンスプロセスはそのような失敗を避けるために用いられる。
より具体的には、ハミルトニアンに反強磁性相互作用(つまり典型的な非強磁性項)を含む場合、特定のケースに対して無限に長いアニーリング時間でもターゲット基底状態を作ることができない。
この例では、対称性のため、ハミルトニアンはブロック対角化され、QAの間に交差が起こり、基底状態探索が完全に失敗する。
さらに,ある種類のデコヒーレンスを加えると,これらのケースに対して,QA後の基底状態が得られることを示す。
これは、孤立量子系に対称性が存在する場合でも、環境が対称性を破るからである。
直感的な逆の結果は、QAの基本的なメカニズムについて深い洞察を与えてくれる。
関連論文リスト
- Non-equilibrium dynamics of charged dual-unitary circuits [44.99833362998488]
平衡外量子系における対称性と絡み合いの相互作用は、現在、激しい多分野研究の中心にある。
一般二重ユニタリ回路を拡張した可解状態のクラスを導入することができることを示す。
無限の温度状態に緩和する既知の可解状態のクラスとは対照的に、これらの状態は非自明な一般化されたギブスアンサンブルの族に緩和する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-31T17:57:14Z) - Hamiltonian-reconstruction distance as a success metric for the Variational Quantum Eigensolver [1.0916270449935084]
変分量子固有解法 (VQE) は、量子シミュレーションのためのハイブリッド量子古典的アルゴリズムである。
VQEの課題は、真の基底状態と基底状態エネルギーが未知のとき、アルゴリズムの出力解が真の基底状態にどの程度近いかを知ることである。
ハミルトン再構成の最近の発展は、ハミルトン固有解問題に対する変分解の質を評価するために計量を与えることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-18T17:28:06Z) - Coherence generation with Hamiltonians [44.99833362998488]
我々は、ユニタリ進化を通して量子コヒーレンスを生成する方法を探究する。
この量は、ハミルトニアンによって達成できるコヒーレンスの最大微分として定義される。
我々は、ハミルトニアンによって誘導される最大のコヒーレンス微分につながる量子状態を特定する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-27T15:06:40Z) - Demonstration of the excited-state search on the D-wave quantum annealer [0.0]
D波プロセッサを用いた励起状態探索を実演する。
2量子イジングモデルをハミルトニアン問題として採用し、励起状態の準備に成功した。
我々の結果は、励起状態を使用する量子アニールの新しい応用の道を開くものである。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-25T12:12:11Z) - Quantum annealing with symmetric subspaces [0.0]
我々は、より効率的な量子アニーリング(QA)のために、ハミルトニアン問題の対称性を保存する駆動ハミルトニアンを提案する。
非断熱遷移は特定の部分空間内でのみ起こるので、我々のアプローチは望ましくない非断熱遷移を抑制する可能性がある。
提案手法は, 目標基底状態とQA後の状態との忠実度の観点から, 従来のスキームよりも優れていた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-20T09:44:23Z) - Quantum Annealing with Trigger Hamiltonians: Application to 2-SAT and
Nonstoquastic Problems [0.0]
本研究では,Ising型ハミルトニアンに代表される2-サフタビリティ(2-SAT)問題と,2-SAT問題ハミルトニアンに余分なカップリングを加えて得られる非確率問題という2つの問題に対する量子アニールの性能について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-09T07:41:08Z) - Efficient ground state preparation in variational quantum eigensolver
with symmetry-breaking layers [0.0]
変分量子固有解法(VQE)は、量子回路のアンザッツのパラメータを求めることにより、与えられたハミルトンの基底状態の問題を解く。
提案したアンザッツは, ターゲットハミルトニアンが対称性を損なう基底状態を持つ場合, 基底状態が素のHVAよりもかなり短いことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-04T14:25:48Z) - Non-equilibrium stationary states of quantum non-Hermitian lattice
models [68.8204255655161]
非エルミート強結合格子モデルが、非条件、量子力学的に一貫した方法でどのように実現できるかを示す。
我々は、フェルミオン系とボゾン系の両方に対するそのようなモデルの量子定常状態に焦点を当てる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-02T18:56:44Z) - Stoquasticity in circuit QED [78.980148137396]
スケーラブルな符号-確率自由経路積分モンテカルロシミュレーションは一般にそのようなシステムに対して可能であることを示す。
我々は、実効的、非確率的クビットハミルトニアンが容量結合された束量子ビットの系に現れるという最近の発見を裏付ける。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-02T16:41:28Z) - Quantum-optimal-control-inspired ansatz for variational quantum
algorithms [105.54048699217668]
変分量子アルゴリズム (VQA) の中心成分は状態準備回路(英語版)であり、アンザッツ(英語版)または変分形式(英語版)とも呼ばれる。
ここでは、対称性を破るユニタリを組み込んだ「解」を導入することで、このアプローチが必ずしも有利であるとは限らないことを示す。
この研究は、より一般的な対称性を破るアンスの開発に向けた第一歩となり、物理学や化学問題への応用に繋がる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-03T18:00:05Z) - Unraveling the topology of dissipative quantum systems [58.720142291102135]
散逸性量子系のトポロジーを量子軌道の観点から論じる。
我々は、暗状態誘導ハミルトニアンの集合がハミルトニアン空間に非自明な位相構造を課すような、翻訳不変の広い種類の崩壊モデルを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-12T11:26:02Z)
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。