論文の概要: Simulating non-unitary dynamics using quantum signal processing with
unitary block encoding
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.06161v1
- Date: Fri, 10 Mar 2023 19:00:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-14 20:41:26.692127
- Title: Simulating non-unitary dynamics using quantum signal processing with
unitary block encoding
- Title（参考訳）: ユニタリブロック符号化を用いた量子信号処理による非ユニタリダイナミクスのシミュレーション
- Authors: Hans Hon Sang Chan, David Mu\~noz-Ramo, Nathan Fitzpatrick
- Abstract要約: 我々は、資源フルーガル量子信号処理の最近の進歩に適応し、量子コンピュータ上での非一元的想像時間進化を探求する。
所望の仮想時間発展状態の回路深度を最適化する手法と,その実現可能性を試行する。
非単体力学のQET-Uは柔軟で直感的で使いやすく、シミュレーションタスクにおける量子優位性を実現する方法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We adapt a recent advance in resource-frugal quantum signal processing - the
Quantum Eigenvalue Transform with Unitary matrices (QET-U) - to explore
non-unitary imaginary time evolution on early fault-tolerant quantum computers
using exactly emulated quantum circuits. We test strategies for optimising the
circuit depth and the probability of successfully preparing the desired
imaginary-time evolved states. For the task of ground state preparation, we
confirm that the probability of successful post-selection is quadratic in the
initial reference state overlap $\gamma$ as $O(\gamma^2)$. When applied instead
to thermal state preparation, we show QET-U can directly estimate partition
functions at exponential cost. Finally, we combine QET-U with Trotter product
formula to perform non-normal Hamiltonian simulation in the propagation of
Lindbladian open quantum system dynamics. We find that QET-U for non-unitary
dynamics is flexible, intuitive and straightforward to use, and suggest ways
for delivering quantum advantage in simulation tasks.
- Abstract（参考訳）: 我々は、量子回路を正確にエミュレートした初期のフォールトトレラント量子コンピュータ上での非一元的時間進化を探求するために、資源フルーガー量子信号処理の最近の進歩である量子固有値変換(QET-U)を適用した。
所望の仮想時間発展状態の回路深度を最適化する手法と,その実現可能性を試行する。
基底状態準備のタスクでは、初期参照状態における後選択の成功確率は$\gamma$を$o(\gamma^2)$と重なることが確認される。
熱状態生成に代えてQET-Uが指数的コストで分配関数を直接推定できることを示す。
最後に、qet-u とトロッター積公式を組み合わせて、リンドブラジアン開量子系力学の伝播における非正規ハミルトンシミュレーションを行う。
非単体力学のQET-Uは柔軟で直感的で使いやすく、シミュレーションタスクにおける量子優位性を実現する方法を提案する。
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