論文の概要: Adiabatic elimination for composite open quantum systems: reduced model
formulation and numerical simulations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.05089v4
- Date: Fri, 20 Oct 2023 12:33:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2023-10-24 13:07:59.083610
- Title: Adiabatic elimination for composite open quantum systems: reduced model
formulation and numerical simulations
- Title（参考訳）: 複合開量子系の断熱除去:還元モデル定式化と数値シミュレーション
- Abstract要約: 複合開量子系のシミュレーションのための数値計算法を提案する。
これはリンドブラッドのマスター方程式と断熱除去に基づいている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A numerical method is proposed for simulation of composite open quantum
systems. It is based on Lindblad master equations and adiabatic elimination.
Each subsystem is assumed to converge exponentially towards a stationary
subspace, slightly impacted by some decoherence channels and weakly coupled to
the other subsystems. This numerical method is based on a perturbation analysis
with an asymptotic expansion. It exploits the formulation of the slow dynamics
with reduced dimension. It relies on the invariant operators of the local and
nominal dissipative dynamics attached to each subsystem. Second-order expansion
can be computed only with local numerical calculations. It avoids computations
on the tensor-product Hilbert space attached to the full system. This numerical
method is particularly well suited for autonomous quantum error correction
schemes. Simulations of such reduced models agree with complete full model
simulations for typical gates acting on one and two cat-qubits (Z, ZZ and CNOT)
when the mean photon number of each cat-qubit is less than 8. For larger mean
photon numbers and gates with three cat-qubits (ZZZ and CCNOT), full model
simulations are almost impossible whereas reduced model simulations remain
accessible. In particular, they capture both the dominant phase-flip error-rate
and the very small bit-flip error-rate with its exponential suppression versus
the mean photon number.
- Abstract（参考訳）: 複合開量子系のシミュレーションのための数値計算法を提案する。
これはリンドブラッドマスター方程式と断熱除去に基づいている。
各サブシステムは定常部分空間に向かって指数関数的に収束し、いくつかのデコヒーレンスチャネルにわずかに影響され、他のサブシステムと弱結合すると仮定される。
この数値計算は漸近展開を伴う摂動解析に基づいている。
これは低次元のスローダイナミクスの定式化を利用する。
これは各サブシステムに付随する局所および名目散逸ダイナミクスの不変作用素に依存する。
2階展開は局所的な数値計算でのみ計算できる。
フルシステムに付随するテンソル積ヒルベルト空間上の計算を回避している。
この数値手法は、自律的量子誤差補正スキームに特に適している。
このような縮小モデルのシミュレーションは、各猫量子ビットの平均光子数が8未満である場合、1および2つの猫量子ビット(Z, ZZ, CNOT)に作用する典型的なゲートの完全なモデルシミュレーションと一致する。
3つの猫量子ビット (ZZZ と CCNOT) を持つより大きな平均光子数とゲートでは、モデルシミュレーションの削減は不可能である。
特に、位相フリップエラーレートと非常に小さなビットフリップエラーレートの両方を、指数関数的な抑制と平均光子数の両方で捉えている。
関連論文リスト
- Scalable Lindblad Noise Learning via Stochastic Tensor-Network Simulation [48.887627688666974]
大規模オープン量子システムにおける学習散逸率は、短期量子技術の大きな障害である。
本稿では,シミュレーション手法であるJump Method(TJM)を組み合わせたLindblad散逸率のスケーラブルなノイズ学習フレームワークを提案する。
我々は,Isingモデルにおける2つのノイズモデルに対するアプローチを実証し,各サイトについて,N_mathrmsite=16$まで独立散逸率を学習した。
スケーラブルな数値と厳密な理論的保証の組み合わせは、TJMベースのノイズ学習を大きな量子デバイスにおける散逸を特徴づける実用的な基礎として位置づけている。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-08-25T15:07:11Z) - Lie-Algebraic Subspace Quantization for Zero-Shot Quantum Learning and Barren-Plateau Mitigation [0.9392167468538464]
ゼロショット古典量子パラメータ転送と多様体モデルマージのためのフレームワークを提案する。
我々は、幾何学的トランケーションと正確な非ユニタリ性によって再構成誤差を束縛する部分空間量子化定理を証明した。
IBM ibm_kobe の実験では、Hellinger は k-8 で0.987 であり、サブスペース勾配は 128 の物理量子ビットまで解決可能である。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-07-13T07:15:12Z) - Quantum simulation of the Liouville equation in classical mechanics with discontinuous potential via Schrödingerization [42.22857110018992]
我々は、不連続ポテンシャルを持つ古典力学のリウヴィル方程式の量子シミュレーションアルゴリズムを開発した。
我々は、Math. Sci. 3(3), 285-315 (2005) における Jin と Wen によるハミルトニアン保存スキームとSchrdingerization 法を組み合わせる。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-06-13T02:49:05Z) - Operator-Algebraic Methods for Asymptotic-Preserving Quantum Simulation of Open Systems [0.0]
我々は,量子計算資源を用いたマルチスケール物理システムのシミュレーションを行うための,数学的に厳密なフレームワークを開発した。
自然アナログ進化や解析多様体射影による高速な緩和を実現する層状量子プロトコルがダイヤモンドノルムに一様に収束することを証明する。
この研究は、古典的マルチスケール数値解析と量子シミュレーションアルゴリズムの間に、原理化された数学的ブリッジを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-05-16T19:27:58Z) - Generation of Schrödinger cat-like states via degenerate dual pump spontaneous four-wave mixing in a $χ^{(3)}$ microring resonator [46.07145155913717]
理論上は、$(3)$ベースのマイクロリング共振器における双対ポンプ自発4波混合による非ガウス量子状態の生成について検討する。
非散逸的の場合、信号モード $hatb_3$ または $hata_3$ は、構造化された光子数分布を持つ明らかな非ガウス的特徴を示す。
マイクロリング共振器における二重励起自発4波混合は, 消散条件下での猫様状態の生成と制御に有望なプラットフォームであることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-04-16T17:45:58Z) - Comparison of the standard and dressed-picture master equations for the quantum Rabi model in the ultrastrong coupling regime [78.55450146498553]
この章は、超強結合状態における量子ラビモデルに対する緩和と脱落の影響について考察する。
これは、結果の非単体力学を実装し、数値的に解くための明示的な公式を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-04-10T01:22:07Z) - Quantum algorithms for the fractional Poisson equation via rational approximation [20.497126318288906]
有界領域上の(s in (0,1)) を持つ分数方程式 ((-)s u = f) を解く量子アルゴリズムを提案する。
提案手法は,有理近似手法と量子線形系解法を組み合わせることで,指数的量子優位性を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-04-01T08:08:33Z) - Quantum simulation of massive Thirring and Gross--Neveu models for arbitrary number of flavors [40.72140849821964]
我々は、任意の数のフェルミオンフレーバーを持つ巨大なThiringとGross-Neveuモデルを、大きさ$L$の空間1次元格子上で離散化した$N_f$と考えている。
我々は、N_f = 1,2,3,4$の20キュービットまでのシステムサイズに優れた忠実度を持つ両モデルの基底状態を作成する。
我々の研究は、大規模なN_f$フェルミオン量子場理論モデルのリアルタイムダイナミクスの量子シミュレーションに向けた具体的なステップである。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-02-25T19:00:01Z) - Self-Supervised Coarsening of Unstructured Grid with Automatic Differentiation [55.88862563823878]
本研究では,微分可能物理の概念に基づいて,非構造格子を階層化するアルゴリズムを提案する。
多孔質媒質中のわずかに圧縮可能な流体流を制御した線形方程式と波動方程式の2つのPDE上でのアルゴリズムの性能を示す。
その結果,検討したシナリオでは,関心点におけるモデル変数のダイナミクスを保ちながら,格子点数を最大10倍に削減した。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-24T11:02:13Z) - Explicit near-optimal quantum algorithm for solving the advection-diffusion equation [0.0]
散逸初期値問題をモデル化するための明示的な量子アルゴリズムを提案する。
本稿では,和指数への依存度を三角関数に変換する単純な座標変換に基づく量子回路を提案する。
提案アルゴリズムは,非単項初期値問題の幅広いクラスをモデル化するために利用できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-01-19T19:03:29Z) - Schrödingerization based Quantum Circuits for Maxwell's Equation with time-dependent source terms [24.890270804373824]
本稿では, 完全導体(PEC)境界条件を持つマクスウェル方程式の量子回路を明示的に構築する。
量子アルゴリズムは、古典的有限差分時間領域(FDTD)フォーマットと比較して計算複雑性が向上していることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-17T08:15:37Z) - Analog quantum simulation of parabolic partial differential equations using Jaynes-Cummings-like models [27.193565893837356]
パラボリック偏微分方程式の解を埋め込んだ量子状態を作成するための簡易なアナログ量子シミュレーションプロトコルを提案する。
鍵となる考え方は、熱方程式を1次微分作用素のみを含む双曲型熱方程式系によって近似することである。
d-次元問題に対して、1つのd-レベル量子系 (qudit) を用いる方がより適切であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-02T03:23:11Z) - Exact dynamics of quantum dissipative $XX$ models: Wannier-Stark localization in the fragmented operator space [49.1574468325115]
振動と非振動崩壊を分離する臨界散逸強度において例外的な点が見つかる。
また、演算子部分空間全体の単一減衰モードにつながる異なるタイプの散逸についても記述する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-27T16:11:39Z) - Quantum Simulation of Lindbladian Dynamics via Repeated Interactions [0.5097809301149342]
我々は、繰り返し相互作用(RI) CPTPマップに基づくリンドブラディアン力学と進化の近似対応を利用する。
弱結合極限における誤差$epsilon$スケールにおいて、Liouvillian $etmathcalL$をシミュレートするために必要な相互作用の数を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-08T21:17:16Z) - A quantum-classical decomposition of Gaussian quantum environments: a
stochastic pseudomode model [0.8258451067861933]
量子系に線形に結合したボソニック環境の効果は、ガウス・リンドブラッドマスター方程式によってシミュレートできることを示す。
有理スペクトル密度のサブセットの場合、すべてのパラメータは適合手順を必要とせずに明示的に指定される。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-18T14:17:17Z) - Modeling the space-time correlation of pulsed twin beams [68.8204255655161]
パラメトリックダウンコンバージョンによって生成される絡み合ったツインビームは、画像指向アプリケーションで好まれるソースである。
本研究では,時間消費数値シミュレーションと非現実的な平面波ポンプ理論のギャップを埋めることを目的とした半解析モデルを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-18T11:29:49Z) - On optimization of coherent and incoherent controls for two-level
quantum systems [77.34726150561087]
本稿では、閉かつオープンな2レベル量子系の制御問題について考察する。
閉系の力学は、コヒーレント制御を持つシュリンガー方程式によって支配される。
開系の力学はゴリーニ=コサコフスキー=スダルシャン=リンドブラッドのマスター方程式によって支配される。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-05T09:08:03Z) - Provably accurate simulation of gauge theories and bosonic systems [2.406160895492247]
本研究では,局所量子数の成長率を限定する手法を開発する。
Hubbard-Holsteinモデルの場合、精度が$epsilon$となる$Lambda$のバウンドを計算する。
また、時間進化の正確さを証明可能な保証でハミルトンを破る基準を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-13T18:00:02Z) - Fixed Depth Hamiltonian Simulation via Cartan Decomposition [59.20417091220753]
時間に依存しない深さの量子回路を生成するための構成的アルゴリズムを提案する。
一次元横フィールドXYモデルにおけるアンダーソン局在化を含む、モデルの特殊クラスに対するアルゴリズムを強調する。
幅広いスピンモデルとフェルミオンモデルに対して正確な回路を提供するのに加えて、我々のアルゴリズムは最適なハミルトニアンシミュレーションに関する幅広い解析的および数値的な洞察を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-01T19:06:00Z) - Simulating nonnative cubic interactions on noisy quantum machines [65.38483184536494]
量子プロセッサは、ハードウェアに固有のものではないダイナミクスを効率的にシミュレートするためにプログラムできることを示す。
誤差補正のないノイズのあるデバイスでは、モジュールゲートを用いて量子プログラムをコンパイルするとシミュレーション結果が大幅に改善されることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-15T05:16:24Z) - Quantum Algorithms for Simulating the Lattice Schwinger Model [63.18141027763459]
NISQとフォールトトレラントの両方の設定で格子シュウィンガーモデルをシミュレートするために、スケーラブルで明示的なデジタル量子アルゴリズムを提供する。
格子単位において、結合定数$x-1/2$と電場カットオフ$x-1/2Lambda$を持つ$N/2$物理サイト上のシュウィンガーモデルを求める。
NISQと耐故障性の両方でコストがかかるオブザーバブルを、単純なオブザーバブルとして推定し、平均ペア密度を推定する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-02-25T19:18:36Z) - Efficient classical simulation of random shallow 2D quantum circuits [104.50546079040298]
ランダム量子回路は古典的にシミュレートするのは難しいと見なされる。
典型例の近似シミュレーションは, 正確なシミュレーションとほぼ同程度に困難であることを示す。
また、十分に浅いランダム回路はより一般的に効率的にシミュレーション可能であると推測する。
論文 参考訳（メタデータ） (2019-12-31T19:00:00Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。