論文の概要: A quantum algorithm for solving open quantum system dynamics on quantum computers using noise

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.12138v1
• Date: Fri, 21 Oct 2022 17:47:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-18 19:28:08.185594
• Title: A quantum algorithm for solving open quantum system dynamics on quantum computers using noise
• Title（参考訳）: ノイズを用いた量子コンピュータ上のオープン量子システムダイナミクス解法の一アルゴリズム
• Authors: Juha Lepp\"akangas, Nicolas Vogt, Keith R. Fratus, Kirsten Bark, Jesse A. Vaitkus, Pascal Stadler, Jan-Michael Reiner, Sebastian Zanker, Michael Marthaler
• Abstract要約: ノイズをリソースとして利用する量子アルゴリズムを提案する。 量子アルゴリズムの目標は、時間とともに進化するオープン量子システムの演算子平均を計算することである。 開量子系のクラスは、アルゴリズムが非常によく機能し、ゲートエラーが最大1%であるにもかかわらず存在する。
• 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: In this paper we present a quantum algorithm that uses noise as a resource. The goal of the quantum algorithm is the calculation of operator averages of an open quantum system evolving in time. Selected low-noise system qubits and noisy bath qubits represent the system and the bath of the open quantum system. All incoherent qubit noise can be mapped to bath spectral functions. The form of the spectral functions can be tuned digitally, allowing for the time evolution of a wide range of open-system models at finite temperature. We study the feasibility of this approach with a focus on the solution of the spin-boson model and assume intrinsic qubit noise that is dominated by damping and dephasing. We find that classes of open quantum systems exist where the algorithm performs very well, even with gate errors as high as 1%. In general the quantum algorithm performs best if the system-bath interactions can be decomposed into native gates.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,ノイズを資源とする量子アルゴリズムを提案する。 量子アルゴリズムの目標は、時間とともに進化するオープン量子システムの演算子平均を計算することである。 選択された低ノイズシステムキュービットとノイズバスキュービットは、オープン量子システムのシステムとバスを表す。 すべての非コヒーレント量子ビットノイズはバススペクトル関数にマッピングできる。 スペクトル関数の形式はデジタル的に調整することができ、有限温度での幅広い開系モデルの時間発展を可能にする。 本研究では,スピンボソンモデルの解法に焦点をあてて本手法の有効性について検討し,減衰とデフォーカスが支配する固有クビット雑音を仮定する。 開量子系のクラスは、アルゴリズムが非常によく機能し、ゲートエラーが最大1%であるにもかかわらず存在する。 一般に、システムとバスの相互作用をネイティブゲートに分解できる場合、量子アルゴリズムが最もよく機能する。

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