論文の概要: A Probabilistic Imaginary Time Evolution Algorithm Based on Non-unitary Quantum Circuit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.05293v1
• Date: Tue, 11 Oct 2022 09:43:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-22 22:29:01.240207
• Title: A Probabilistic Imaginary Time Evolution Algorithm Based on Non-unitary Quantum Circuit
• Title（参考訳）: 非ユニタリ量子回路に基づく確率的虚時発展アルゴリズム
• Authors: Hao-Nan Xie, Shi-Jie Wei, Fan Yang, Zheng-An Wang, Chi-Tong Chen, Heng Fan, Gui-Lu Long
• Abstract要約: 非単位量子回路に基づく想像時間進化の確率論的アルゴリズムを提案する。 いくつかの量子多体系の基底状態エネルギーを解くことにより,本手法の実現可能性を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.1638355883302
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Imaginary time evolution is a powerful tool applied in quantum physics, while existing classical algorithms for simulating imaginary time evolution suffer high computational complexity as the quantum systems become larger and more complex. In this work, we propose a probabilistic algorithm for implementing imaginary time evolution based on non-unitary quantum circuit. We demonstrate the feasibility of this method by solving the ground state energy of several quantum many-body systems, including H2, LiH molecules and the quantum Ising chain. Moreover, we perform experiments on superconducting and trapped ion cloud platforms respectively to find the ground state energy of H2 and its most stable molecular structure. We also analyze the successful probability of the algorithm, which is a polynomial of the output error and introduce an approach to increase the success probability by rearranging the terms of Hamiltonian.
• Abstract（参考訳）: 想像時間発展は量子物理学において強力なツールであるが、想像時間発展をシミュレートする既存の古典的アルゴリズムは、量子系がより大きく複雑になるにつれて高い計算複雑性に苦しむ。 本研究では,非単位量子回路に基づく仮想時間進化の確率論的アルゴリズムを提案する。 本研究では, h2, lih分子, 量子イジング鎖など数種類の量子多体系の基底状態エネルギーを解いて, この方法の実現可能性を示す。 さらに, H2の基底状態エネルギーと最も安定な分子構造を見出すために, 超伝導およびイオン雲層を捕捉した実験を行った。 また,出力誤差の多項式であるアルゴリズムの成功確率を解析し,ハミルトニアン項を再構成することで成功確率を増加させる手法を導入する。

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