論文の概要: Non-unitary Trotter circuits for imaginary time evolution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.07917v3
- Date: Sun, 29 Oct 2023 22:22:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-31 22:52:33.735852
- Title: Non-unitary Trotter circuits for imaginary time evolution
- Title(参考訳): 虚時間進化のための非単体トロッター回路
- Authors: Chiara Leadbeater, Nathan Fitzpatrick, David Mu\~noz Ramo and Alex J.
W. Thom
- Abstract要約: 本稿では、トロッター分解リアルタイム進化のための、確立されたパウリガジェットプリミティブに匹敵する想像時間を提案する。
このスキームは、横イジングモデルとフェルミオンハバードモデルで試験され、システムの基底状態に収束することが示されている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: We propose an imaginary time equivalent of the well-established Pauli gadget
primitive for Trotter-decomposed real time evolution, using mid-circuit
measurements on a single ancilla qubit. Imaginary time evolution (ITE) is
widely used for obtaining the ground state of a system on classical hardware,
computing thermal averages, and as a component of quantum algorithms that
perform non-unitary evolution. Near-term implementations on quantum hardware
rely on heuristics, compromising their accuracy. As a result, there is growing
interest in the development of more natively quantum algorithms. Since it is
not possible to implement a non-unitary gate deterministically, we resort to
the implementation of probabilistic imaginary time evolution (PITE) algorithms,
which rely on a unitary quantum circuit to simulate a block encoding of the ITE
operator - that is, they rely on successful ancillary measurements to evolve
the system non-unitarily. Compared with previous PITE proposals, the suggested
block encoding in this paper results in shorter circuits and is simpler to
implement, requiring only a slight modification of the Pauli gadget primitive.
This scheme was tested on the transverse Ising model and the fermionic Hubbard
model and is demonstrated to converge to the ground state of the system.
- Abstract(参考訳): 本研究では,1つのアンシラキュービット上の中回路計測を用いて,トロッター分解型リアルタイム進化のための定評あるpauliガジェットプリミティブに相当する想像時間を提案する。
Imaginary Time Evolution (ITE) は、古典的ハードウェア上のシステムの基底状態、熱平均の計算、および非単体進化を行う量子アルゴリズムの構成要素として広く使われている。
量子ハードウェアの短期実装はヒューリスティックスに依存し、その精度を損なう。
その結果、よりネイティブな量子アルゴリズムの開発への関心が高まっている。
非単体ゲートを決定論的に実装することは不可能であるため、ITE演算子のブロック符号化をシミュレーションするユニタリ量子回路に依存する確率的想像時間進化(PITE)アルゴリズムの実装を利用する。
従来のPITE提案と比較して,提案するブロック符号化は回路が短く,実装も簡単で,パウリのガジェットプリミティブをわずかに修正するだけでよい。
このスキームは、横イジングモデルとフェルミオンハバードモデルでテストされ、システムの基底状態に収束することが示されている。
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