論文の概要: Thermal State Preparation via Rounding Promises

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.01670v1
• Date: Tue, 4 Oct 2022 15:18:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-23 22:03:18.288800
• Title: Thermal State Preparation via Rounding Promises
• Title（参考訳）: 丸め約束による熱状態形成
• Authors: Patrick Rall, Chunhao Wang, Pawel Wocjan
• Abstract要約: 量子コンピュータ上でギブス状態を作るための有望な道は、物理的熱化過程をシミュレートすることである。 我々は、リンドブラッド方程式の量子シミュレーションの最先端技術を用いて、熱化によるギブズ状態の生成法を考案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7080853582489068
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A promising avenue for the preparation of Gibbs states on a quantum computer is to simulate the physical thermalization process. The Davies generator describes the dynamics of an open quantum system that is in contact with a heat bath. Crucially, it does not require simulation of the heat bath itself, only the system we hope to thermalize. Using the state-of-the-art techniques for quantum simulation of the Lindblad equation, we devise a technique for the preparation of Gibbs states via thermalization as specified by the Davies generator. In doing so, we encounter a severe technical challenge: implementation of the Davies generator demands the ability to estimate the energy of the system unambiguously. That is, each energy of the system must be deterministically mapped to a unique estimate. Previous work showed that this is only possible if the system satisfies an unphysical 'rounding promise' assumption. We solve this problem by engineering a random ensemble of rounding promises that simultaneously solves three problems: First, each rounding promise admits preparation of a 'promised' thermal state via a Davies generator. Second, these Davies generators have a similar mixing time as the ideal Davies generator. Third, the average of these promised thermal states approximates the ideal thermal state.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータ上でギブス状態を作るための有望な道は、物理的熱化過程をシミュレートすることである。 デイヴィス発生器は、熱浴と接触する開放量子系のダイナミクスを記述する。 重要なのは、熱浴自体のシミュレーションは必要ありません。 リンドブラッド方程式の量子シミュレーションのための最先端技術を用いて,デイビース生成器で指定された熱分解によるギブス状態の合成法を考案する。 デイビー発電機の実装には、システムのエネルギーを曖昧に見積もる能力が必要です。 すなわち、システムの各エネルギーは決定論的に一意な推定にマッピングされなければならない。 以前の研究は、システムが非物理的な「周囲の約束」の仮定を満たす場合にのみ可能であることを示していた。 まず,3つの問題を同時に解決するラウンド約束のランダムアンサンブルを設計することにより,この問題を解決する。 第二に、これらのデイヴィス発電機は理想のデイヴィス発電機と同様の混合時間を持つ。 第三に、これらの約束された熱状態の平均は理想的な熱状態に近い。

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