論文の概要: Practical quantum simulation of small-scale non-Hermitian dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.14826v2
- Date: Thu, 8 Jun 2023 03:18:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-09 20:10:22.520112
- Title: Practical quantum simulation of small-scale non-Hermitian dynamics
- Title（参考訳）: 小型非エルミート力学の実用量子シミュレーション
- Authors: Hongfeng Liu, Xiaodong Yang, Kai Tang, Liangyu Che, Xinfang Nie, Tao
Xin, Jun Li, and Dawei Lu
- Abstract要約: 本稿では,拡張法と変分量子アルゴリズムを組み合わせたプロトコルを提案する。
この拡張法は、非エルミートハミルトニアンを特別な量子回路を介してエルミート的ハミルトニアンに変換するために用いられる。
実演として,非局所な非エルミート摂動を持つイジング鎖の力学をシミュレートするために,本プロトコルを適用した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.584549329610134
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Non-Hermitian quantum systems have recently attracted considerable attention
due to their exotic properties. Though many experimental realizations of
non-Hermitian systems have been reported, the non-Hermiticity usually resorts
to the hard-to-control environments and cannot last for too long times. An
alternative approach is to use quantum simulation with the closed system,
whereas how to simulate non-Hermitian Hamiltonian dynamics remains a great
challenge. To tackle this problem, we propose a protocol which combines a
dilation method with the variational quantum algorithm. The dilation method is
used to transform a non-Hermitian Hamiltonian into a Hermitian one through an
exquisite quantum circuit, while the variational quantum algorithm is for
efficiently approximating the complex entangled gates in this circuit. As a
demonstration, we apply our protocol to simulate the dynamics of an Ising chain
with nonlocal non-Hermitian perturbations, which is an important model to study
quantum phase transition at nonzero temperatures. The numerical simulation
results are highly consistent with the theoretical predictions, revealing the
effectiveness of our protocol. The presented protocol paves the way for
practically simulating small-scale non-Hermitian dynamics.
- Abstract（参考訳）: 非エルミート量子系は、そのエキゾチックな性質により、最近かなりの注目を集めている。
非エルミート系の多くの実験的実現が報告されているが、非ハーミティティーは通常、制御の難しい環境に頼り、長くは続かない。
別のアプローチはクローズドシステムで量子シミュレーションを使用することであるが、非エルミート・ハミルトン力学をシミュレートする方法は大きな課題である。
この問題に対処するために,拡張法と変分量子アルゴリズムを組み合わせたプロトコルを提案する。
この拡張法は、非エルミートハミルトニアンを余剰量子回路を介してエルミート型に変換し、変分量子アルゴリズムは、この回路の複雑な絡み合ったゲートを効率的に近似するために用いられる。
実演として,非局所な非エルミート摂動をもつイジング鎖の力学をシミュレートするために,本プロトコルを適用し,非ゼロ温度における量子相転移を研究する上で重要なモデルである。
数値シミュレーションの結果は,提案プロトコルの有効性を明らかにする理論予測と極めて一致している。
提案プロトコルは、小規模非エルミート力学を実際にシミュレーションする方法を舗装する。
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