論文の概要: Going Beyond Gadgets: The Importance of Scalability for Analogue Quantum
Simulators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.13739v2
- Date: Mon, 14 Aug 2023 12:46:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-15 19:33:16.814000
- Title: Going Beyond Gadgets: The Importance of Scalability for Analogue Quantum
Simulators
- Title(参考訳): ガジェットを超えて行く - アナログ量子シミュレータのスケーラビリティの重要性
- Authors: Dylan Harley, Ishaun Datta, Frederik Ravn Klausen, Andreas Bluhm,
Daniel Stilck Fran\c{c}a, Albert Werner, Matthias Christandl
- Abstract要約: 本稿では,実験可能なシミュレータの全範囲を捉えるために,アナログ量子シミュレーションの理論的枠組みを提案する。
我々のフレームワークは、複雑性理論で用いられるハミルトンの符号化と一致しており、雑音下で安定であり、実験のための様々な可能性を含んでいる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.889974344676093
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We propose a theoretical framework for analogue quantum simulation to capture
the full scope of experimentally realisable simulators, motivated by a set of
fundamental criteria first introduced by Cirac and Zoller. Our framework is
consistent with Hamiltonian encodings used in complexity theory, is stable
under noise, and encompasses a range of possibilities for experiment, such as
the simulation of open quantum systems and overhead reduction using
Lieb-Robinson bounds. We discuss the requirement of scalability in analogue
quantum simulation, and in particular argue that simulation should not involve
interaction strengths that grow with the size of the system. We develop a
general framework for gadgets used in Hamiltonian complexity theory, which may
be of interest independently of analogue simulation, and in particular prove
that size-dependent scalings are unavoidable in Hamiltonian locality reduction.
However, if one allows for an additional resource of engineered dissipation, we
demonstrate a scheme that circumvents the locality reduction no-go theorem
using the quantum Zeno effect. Our gadget framework opens the door to formalise
and resolve long-standing open questions about gadgets. We conclude with a
discussion on universality results in analogue quantum simulation.
- Abstract(参考訳): 本稿では,Cirac と Zoller が最初に導入した基本基準のセットに動機づけられた,実験可能なシミュレータの全スコープを捉えるためのアナログ量子シミュレーションの理論的枠組みを提案する。
我々のフレームワークは、複雑性理論で使われるハミルトン符号化と一致し、ノイズ下で安定であり、オープン量子システムのシミュレーションやリーブ・ロビンソン境界を用いたオーバーヘッド低減など、実験の幅広い可能性を含んでいる。
本稿では,アナログ量子シミュレーションにおけるスケーラビリティの必要性を考察し,特にシミュレーションはシステム規模で成長する相互作用強度を伴わないと論じる。
我々は,ハミルトニアン複雑性理論で用いられるガジェットの汎用フレームワークを開発し,特に,ハミルトニアン局所性還元ではサイズ依存スケーリングが避けられないことを証明した。
しかし、工学的な散逸のさらなる資源を許すならば、量子ゼノ効果を用いて局所性還元のノーゴー定理を回避できるスキームを実証する。
私たちのガジェットフレームワークは、ガジェットに関する長年のオープン質問を形式化し解決するための扉を開きます。
我々は、アナログ量子シミュレーションにおける普遍性の結果について論じる。
関連論文リスト
- Simulating quantum field theories on gate-based quantum computers [0.0]
ゲート型量子コンピュータ上での1+1次元の時空次元における量子場理論のシミュレーションを実装した。
各種プロセスの断面, 生存確率など, 実験的に関係のある量の計算が可能であることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-01-09T11:17:08Z) - SimuQ: A Framework for Programming Quantum Hamiltonian Simulation with
Analog Compilation [10.500024141116675]
量子ハミルトニアンシミュレーションのための最初のフレームワークであるSimuQを設計・実装する。
SimuQは、異種アナログ量子シミュレータへのハミルトン計画とパルスレベルのコンパイルをサポートする。
我々は、ネイティブ操作やインタラクションベースのゲートを持つデバイスのハミルトンレベルのプログラマビリティを公開する利点を実証する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-03-05T21:28:05Z) - Probing finite-temperature observables in quantum simulators of spin
systems with short-time dynamics [62.997667081978825]
ジャジンスキー等式から動機付けられたアルゴリズムを用いて, 有限温度可観測体がどのように得られるかを示す。
長範囲の逆場イジングモデルにおける有限温度相転移は、捕捉されたイオン量子シミュレータで特徴づけられることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-06-03T18:00:02Z) - Analog Quantum Simulation of the Dynamics of Open Quantum Systems with
Quantum Dots and Microelectronic Circuits [0.0]
本稿では,半導体量子ドットに基づくオープン量子系の力学のアナログ量子シミュレーションのセットアップを紹介する。
この提案は、半導体量子ドットに基づく効率的な量子力学シミュレーションのための一般的な経路を開く。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-03-23T01:42:19Z) - Quantum algorithms for quantum dynamics: A performance study on the
spin-boson model [68.8204255655161]
量子力学シミュレーションのための量子アルゴリズムは、伝統的に時間進化作用素のトロッター近似の実装に基づいている。
変分量子アルゴリズムは欠かせない代替手段となり、現在のハードウェア上での小規模なシミュレーションを可能にしている。
量子ゲートコストが明らかに削減されているにもかかわらず、現在の実装における変分法は量子的優位性をもたらすことはありそうにない。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-08-09T18:00:05Z) - Toward simulating quantum field theories with controlled phonon-ion
dynamics: A hybrid analog-digital approach [0.0]
選択された量子場理論のハイブリッドアナログ-デジタル量子シミュレーションを提案する。
一方、この提案の半デジタル的性質は、工学的なジェネリックモデル相互作用の柔軟性を提供する。
一方、ボゾン場を閉じ込められたイオン系の自由度に符号化することで、シミュレーターリソースをより効率的に利用することができる。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-04-19T14:35:24Z) - Error mitigation and quantum-assisted simulation in the error corrected
regime [77.34726150561087]
量子コンピューティングの標準的なアプローチは、古典的にシミュレート可能なフォールトトレラントな演算セットを促進するという考え方に基づいている。
量子回路の古典的準確率シミュレーションをどのように促進するかを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-12T20:58:41Z) - Preparing random states and benchmarking with many-body quantum chaos [48.044162981804526]
時間に依存しないハミルトン力学の下で自然にランダム状態アンサンブルの出現を予測し、実験的に観察する方法を示す。
観測されたランダムアンサンブルは射影測定から現れ、より大きな量子系のサブシステムの間に構築された普遍的相関に密接に関連している。
我々の研究は、量子力学におけるランダム性を理解するための意味を持ち、より広い文脈でのこの概念の適用を可能にする。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-05T08:32:43Z) - Quantum Markov Chain Monte Carlo with Digital Dissipative Dynamics on
Quantum Computers [52.77024349608834]
少数のアンシラ量子ビットを用いて環境との相互作用をシミュレートするデジタル量子アルゴリズムを開発した。
逆イジングモデルの熱状態のシミュレーションによるアルゴリズムの評価を行った。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-04T18:21:00Z) - Quantum Simulation of the Bosonic Creutz Ladder with a Parametric Cavity [5.336258422653554]
ハードウェア効率のよいアナログ量子シミュレータとして,マルチモード超伝導パラメトリックキャビティを用いた。
複雑なホッピング相互作用を持つ合成次元の格子を実現する。
複素数値ホッピング相互作用により、例えばゲージポテンシャルやトポロジカルモデルなどをシミュレートすることができる。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-01-11T14:46:39Z) - 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。