論文の概要: Algebraic Compression of Free Fermionic Quantum Circuits: Particle
Creation, Arbitrary Lattices and Controlled Evolution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.09538v1
- Date: Thu, 16 Mar 2023 17:52:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-17 14:07:45.625664
- Title: Algebraic Compression of Free Fermionic Quantum Circuits: Particle
Creation, Arbitrary Lattices and Controlled Evolution
- Title（参考訳）: 自由フェルミオン量子回路の代数圧縮:粒子生成、任意格子および制御された進化
- Authors: Efekan K\"okc\"u, Daan Camps, Lindsay Bassman Oftelie, Wibe A. de
Jong, Roel Van Beeumen, A. F. Kemper
- Abstract要約: 我々はハミルトンの下でトロッター化進化を圧縮するアルゴリズムを開発した。
我々は、長い範囲のスピン相互作用とフェルミオンホッピングで進化をシミュレートする回路を圧縮するためにアルゴリズムを拡張した。
- 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: Recently we developed a local and constructive algorithm based on Lie
algebraic methods for compressing Trotterized evolution under Hamiltonians that
can be mapped to free fermions. The compression algorithm yields a circuit
which scales linearly in the number of qubits, is fixed depth for for
arbitrarily long evolution times and is applicable to time dependent
Hamiltonians, although is limited to simple nearest-neighbor spin interactions
and fermionic hopping. In this work, we extend the algorithm to compress
circuits simulating evolution with long-range spin interactions and fermionic
hopping, thereby enabling embedding of arbitrary lattices onto a chain of
qubits. Moreover, we show that controlled time evolution, as well as fermion
creation and annihilation operators can also be compressed. We demonstrate our
results by adiabatically preparing the ground state for a half-filled fermionic
chain, and simulating a $4 \times 4$ tight binding model on ibmq_washington.
With these new developments, our results enable the simulation of a wider range
of models of interest and the efficient compression of subcircuits.
- Abstract（参考訳）: 最近我々は、フリーフェルミオンに写像できるハミルトンの下でのトロッター化進化を圧縮するリー代数法に基づく局所的・構成的アルゴリズムを開発した。
圧縮アルゴリズムは、キュービット数を線形にスケールし、任意に長い進化時間に対して固定深さであり、時間依存ハミルトニアンに適用できる回路を生成するが、単純最寄りのスピン相互作用とフェルミオンホッピングに制限される。
本研究では,長いスピン相互作用とフェルミオンホッピングで進化をシミュレートする回路を圧縮するアルゴリズムを拡張し,任意の格子を量子ビット列に埋め込み可能とした。
さらに,制御された時間発展やフェルミオン生成や消滅演算子も圧縮可能であることを示した。
半充填フェルミオン鎖の基底状態について,ibmq_washington上で4 \times 4$ tight binding modelをシミュレートして実験を行った。
これらの新たな展開により,より広い範囲の関心モデルのシミュレーションとサブサーキットの効率的な圧縮が可能となった。
関連論文リスト
- Simulating Schwinger model dynamics with quasi-one-dimensional qubit arrays [0.0]
我々は、合成量子スピン格子上でシュウィンガーモデルダイナミクスを実行するための戦略を開発する。
我々は、大域磁場パターンが格子シュヴィンガー・ハミルトニアンと同等の界面のコヒーレント量子力学を駆動できることを示した。
この研究は、短期量子シミュレーターが素粒子物理学に即時関係する問題に対処する道を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-22T17:58:25Z) - Spectral Density Modulation and Universal Markovian Closure of Fermionic Environments [0.6990493129893112]
スペクトル密度を熱化学的に調節することで、元のフェルミオン環境をよりシンプルに、より単純なものに置き換えることができることを示す。
次に、減衰したフェルミオンモードの小さな集合からなるフェルミオンマルコフ閉包構造を導出する。
特に、マルコフ閉包を用いることで、連鎖マッピングに基づくアルゴリズムの時間的複雑さを減少させる方法について述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-13T22:13:44Z) - Dissipation-enabled bosonic Hamiltonian learning via new
information-propagation bounds [1.0499611180329802]
ボソニックハミルトニアンが簡単な量子実験から効率的に学習できることが示される。
我々の研究は、ボソニック・ハミルトンの幅広いクラスが単純な量子実験から効率的に学習できることを実証している。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-27T17:35:07Z) - Simulating scalar field theories on quantum computers with limited
resources [62.997667081978825]
量子ビットコンピュータ上での格子スカラー場理論を実装するための量子アルゴリズムを提案する。
このアルゴリズムは、通常の対称性相と壊れた対称性相の両方において、幅広い入力パラメータの効率的な$phi4$状態の準備を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-14T17:28:15Z) - Trapped-Ion Quantum Simulation of Collective Neutrino Oscillations [55.41644538483948]
量子計算を用いて,Nニュートリノ系のコヒーレントな集団振動を2成分近似でシミュレートする手法について検討した。
第2次トロッタースズキ公式を用いたゲート複雑性は,量子信号処理などの他の分解方法よりも,システムサイズに優れることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-07T09:39:40Z) - Fermionic approach to variational quantum simulation of Kitaev spin
models [50.92854230325576]
キタエフスピンモデルは、自由フェルミオンへの写像を通じて、あるパラメータ状態において正確に解けることで知られている。
古典的なシミュレーションを用いて、このフェルミオン表現を利用する新しい変分アンザッツを探索する。
また、量子コンピュータ上での非アベリアオンをシミュレートするための結果の意味についてもコメントする。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-11T18:00:01Z) - Tuning long-range fermion-mediated interactions in cold-atom quantum
simulators [68.8204255655161]
コールド原子量子シミュレータにおける工学的な長距離相互作用は、エキゾチックな量子多体挙動を引き起こす。
そこで本研究では,現在実験プラットフォームで利用可能ないくつかのチューニングノブを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-31T13:32:12Z) - Quantum supremacy regime for compressed fermionic models [0.0]
圧縮空間でシミュレートできる二次フェルミオンハミルトニアンのクラスを同定する。
特に、近接相互作用が近い2-局所量子ビットモデルに符号化された$n$軌道の系では、基底状態エネルギーを評価できる。
我々は、圧縮されたガウスフェルミオン模型をサンプリングするための量子超越性の体系を見出した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-18T18:02:05Z) - Algebraic Compression of Quantum Circuits for Hamiltonian Evolution [52.77024349608834]
時間依存ハミルトニアンの下でのユニタリ進化は、量子ハードウェアにおけるシミュレーションの重要な構成要素である。
本稿では、トロッターステップを1ブロックの量子ゲートに圧縮するアルゴリズムを提案する。
この結果、ハミルトニアンのある種のクラスに対する固定深度時間進化がもたらされる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-06T19:38:01Z) - 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)
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。