論文の概要: Adaptive variational simulation for open quantum systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.06915v2
• Date: Tue, 6 Feb 2024 20:04:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-08 20:49:03.334710
• Title: Adaptive variational simulation for open quantum systems
• Title（参考訳）: 開量子系に対する適応変分シミュレーション
• Authors: Huo Chen, Niladri Gomes, Siyuan Niu and Wibe Albert de Jong
• Abstract要約: オープン量子系力学をシミュレートするための適応型変分量子アルゴリズムを提案する。 この結果から、近未来量子プロセッサはオープン量子系をシミュレートできることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.25602836891933073
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Emerging quantum hardware provides new possibilities for quantum simulation. While much of the research has focused on simulating closed quantum systems, the real-world quantum systems are mostly open. Therefore, it is essential to develop quantum algorithms that can effectively simulate open quantum systems. Here we present an adaptive variational quantum algorithm for simulating open quantum system dynamics described by the Lindblad equation. The algorithm is designed to build resource-efficient ansatze through the dynamical addition of operators by maintaining the simulation accuracy. We validate the effectiveness of our algorithm on both noiseless simulators and IBM quantum processors and observe good quantitative and qualitative agreement with the exact solution. We also investigate the scaling of the required resources with system size and accuracy and find polynomial behavior. Our results demonstrate that near-future quantum processors are capable of simulating open quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 量子ハードウェアは量子シミュレーションの新しい可能性を提供する。 研究の多くはクローズド量子システムのシミュレーションに重点を置いているが、現実の量子システムは大部分がオープンである。 したがって、オープン量子システムを効果的にシミュレートできる量子アルゴリズムを開発することが不可欠である。 本稿では,lindblad方程式によって記述された開量子系ダイナミクスをシミュレートする適応変分量子アルゴリズムを提案する。 このアルゴリズムは,シミュレーション精度を保ち,演算子の動的付加により資源効率の良いアンサーゼを構築するように設計されている。 我々は、ノイズレスシミュレータとIBM量子プロセッサの両方におけるアルゴリズムの有効性を検証し、正確な解との定量的および定性的な整合性を観察する。 また,必要資源のスケールをシステムサイズと精度で検討し,多項式の挙動を求める。 その結果、近未来の量子プロセッサはオープン量子システムをシミュレートできることがわかった。

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