論文の概要: Seeking a quantum advantage with trapped-ion quantum simulations of condensed-phase chemical dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.03156v4
- Date: Fri, 19 Apr 2024 21:46:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-24 01:22:08.979111
- Title: Seeking a quantum advantage with trapped-ion quantum simulations of condensed-phase chemical dynamics
- Title（参考訳）: 凝縮相の量子力学のトラップイオン量子シミュレーションによる量子優位性を探る
- Authors: Mingyu Kang, Hanggai Nuomin, Sutirtha N. Chowdhury, Jonathon L. Yuly, Ke Sun, Jacob Whitlow, Jesús Valdiviezo, Zhendian Zhang, Peng Zhang, David N. Beratan, Kenneth R. Brown,
- Abstract要約: トラップイオン量子系は、化学力学のアナログ量子シミュレーションの基盤として機能する。
これらのシミュレーションの「量子優位性」を特定するためには、ノイズの多いハードウェア上のアナログ量子シミュレーションと古典デジタルアルゴリズムの両方の性能解析が必要である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.2692763046599502
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Simulating the quantum dynamics of molecules in the condensed phase represents a longstanding challenge in chemistry. Trapped-ion quantum systems may serve as a platform for the analog-quantum simulation of chemical dynamics that is beyond the reach of current classical-digital simulation. To identify a 'quantum advantage' for these simulations, performance analysis of both analog-quantum simulation on noisy hardware and classical-digital algorithms is needed. In this Review, we make a comparison between a noisy analog trapped-ion simulator and a few choice classical-digital methods on simulating the dynamics of a model molecular Hamiltonian with linear vibronic coupling. We describe several simple Hamiltonians that are commonly used to model molecular systems, which can be simulated with existing or emerging trapped-ion hardware. These Hamiltonians may serve as stepping stones toward the use of trapped-ion simulators for systems beyond the reach of classical-digital methods. Finally, we identify dynamical regimes where classical-digital simulations seem to have the weakest performance compared to analog-quantum simulations. These regimes may provide the lowest hanging fruit to exploit potential quantum advantages.
- Abstract（参考訳）: 凝縮相における分子の量子力学のシミュレーションは、化学における長年の挑戦である。
トラップイオン量子システムは、現在の古典的デジタルシミュレーションの範囲を超えている化学力学のアナログ量子シミュレーションの基盤として機能する。
これらのシミュレーションの「量子優位性」を特定するためには、ノイズの多いハードウェア上のアナログ量子シミュレーションと古典デジタルアルゴリズムの両方の性能解析が必要である。
本稿では, モデル分子ハミルトニアンと線形ビブロニックカップリングの力学をシミュレートする, ノイズの多いアナログトラップイオンシミュレータと, 古典的ディジタル法を比較検討する。
分子システムをモデル化するのによく用いられるいくつかの単純なハミルトニアンについて述べる。
これらのハミルトン派は、古典的デジタル法の範囲を超えてシステムに閉じ込められたイオンシミュレーターを使用するための足場として機能するかもしれない。
最後に、古典的デジタルシミュレーションがアナログ量子シミュレーションと比較して最も弱い性能を持つように見える力学系を同定する。
これらのレジームは、潜在的な量子的優位性を利用するために、最も低い吊り下げ果物を提供するかもしれない。
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