論文の概要: Variational Quantum Algorithms for Gibbs State Preparation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.17713v1
- Date: Sun, 28 May 2023 12:47:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-30 17:06:09.248205
- Title: Variational Quantum Algorithms for Gibbs State Preparation
- Title（参考訳）: gibbs状態生成のための変分量子アルゴリズム
- Authors: Mirko Consiglio
- Abstract要約: 相互作用する量子多体系のギブス状態は、量子状態の熱力学的性質を探索するための重要な課題である。
変分量子アルゴリズム(VQA)はギブス状態の効率的な調製において最も有望であることを示す。
ギブス状態を作成するアルゴリズムを簡潔に概説する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Preparing the Gibbs state of an interacting quantum many-body system on noisy
intermediate-scale quantum (NISQ) devices is a crucial task for exploring the
thermodynamic properties in the quantum regime. It encompasses understanding
protocols such as thermalization and out-of-equilibrium thermodynamics, as well
as sampling from faithfully prepared Gibbs states could pave the way to
providing useful resources for quantum algorithms. Variational quantum
algorithms (VQAs) show the most promise in efficiently preparing Gibbs states,
however, there are many different approaches that could be applied to
effectively determine and prepare Gibbs states on a NISQ computer. In this
paper, we provide a concise overview of the algorithms capable of preparing
Gibbs states, including joint Hamiltonian evolution of a system--environment
coupling, quantum imaginary time evolution, and modern VQAs utilizing the
Helmholtz free energy as a cost function, among others. Furthermore, we perform
a benchmark of one of the latest variational Gibbs state preparation
algorithms, developed by Consiglio et al. (arXiv:2303.11276), by applying it to
the spin 1/2 one-dimensional $XY$ model.
- Abstract（参考訳）: ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイス上で相互作用する量子多体系のギブス状態を作成することは、量子状態における熱力学的性質を探索するための重要な課題である。
熱化や平衡外熱力学などの理解プロトコルや、忠実に準備されたギブス状態からのサンプリングは、量子アルゴリズムに有用なリソースを提供する方法を作ることができる。
変分量子アルゴリズム(VQA)は、ギブス状態を効率的に作成する上で最も有望であるが、NISQコンピュータ上でギブス状態を効果的に決定および準備するために適用できる様々なアプローチがある。
本稿では,システム-環境結合,量子イマジナリー時間発展,ヘルムホルツ自由エネルギーをコスト関数として用いた最新のvqaなど,gibbs状態の合成が可能なアルゴリズムの簡潔な概要について述べる。
さらに,consiglioら (arxiv:2303.11276) が開発した最新の変分ギブス状態生成アルゴリズムのベンチマークを行い,スピン1/2 1次元 xy$モデルに適用した。
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