論文の概要: Simulating Markovian open quantum systems using higher-order series
expansion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.02051v2
- Date: Sun, 9 Jul 2023 13:12:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-11 22:36:37.076797
- Title: Simulating Markovian open quantum systems using higher-order series
expansion
- Title（参考訳）: 高次級数展開を用いたマルコフ開量子系シミュレーション
- Authors: Xiantao Li, Chunhao Wang
- Abstract要約: マルコフ開量子系の力学をシミュレーションするための効率的な量子アルゴリズムを提案する。
我々のアルゴリズムは概念的にクリーンであり、圧縮符号化なしで単純な量子プリミティブのみを使用する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.713291434132985
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We present an efficient quantum algorithm for simulating the dynamics of
Markovian open quantum systems. The performance of our algorithm is similar to
the previous state-of-the-art quantum algorithm, i.e., it scales linearly in
evolution time and poly-logarithmically in inverse precision. However, our
algorithm is conceptually cleaner, and it only uses simple quantum primitives
without compressed encoding. Our approach is based on a novel mathematical
treatment of the evolution map, which involves a higher-order series expansion
based on Duhamel's principle and approximating multiple integrals using scaled
Gaussian quadrature. Our method easily generalizes to simulating quantum
dynamics with time-dependent Lindbladians. Furthermore, our method of
approximating multiple integrals using scaled Gaussian quadrature could
potentially be used to produce a more efficient approximation of time-ordered
integrals, and therefore can simplify existing quantum algorithms for
simulating time-dependent Hamiltonians based on a truncated Dyson series.
- Abstract（参考訳）: マルコフ開量子系の力学をシミュレーションするための効率的な量子アルゴリズムを提案する。
このアルゴリズムの性能は、従来の最先端量子アルゴリズムと類似しており、進化時間に線形にスケールし、逆精度で多対数にスケールする。
しかし,本アルゴリズムは概念的にクリーンであり,圧縮符号化のない単純な量子プリミティブのみを使用する。
このアプローチは、デュハメルの原理に基づく高階級数展開とスケールドガウス二次数を用いた多重積分の近似を含む進化写像の新しい数学的処理に基づいている。
本手法は時間依存リンドブレディアンを用いた量子力学のシミュレーションに容易に一般化する。
さらに, スケールドガウス二次数を用いた多重積分近似法は, 時間次積分のより効率的な近似生成に応用できる可能性があり, ダイソン級数に基づく時間依存ハミルトニアンをシミュレートするための既存の量子アルゴリズムを単純化することができる。
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