論文の概要: Adaptive Trotterization for time-dependent Hamiltonian quantum dynamics using piecewise conservation laws
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.10327v2
- Date: Thu, 20 Jun 2024 06:22:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-22 08:50:40.521968
- Title: Adaptive Trotterization for time-dependent Hamiltonian quantum dynamics using piecewise conservation laws
- Title（参考訳）: ピースワイズ保存則を用いた時間依存型ハミルトン量子力学の適応的トロッター化
- Authors: Hongzheng Zhao, Marin Bukov, Markus Heyl, Roderich Moessner,
- Abstract要約: デジタル量子シミュレーションは、時間進化を基本的な量子ゲートに区別するためにトロッター化に依存する。
本稿では,時間依存型ハミルトニアンに対処するための適応的トロッタライズアルゴリズムを提案する。
時間依存量子スピンチェーンのアルゴリズムを検証し、制御誤差で一定のステップサイズで従来のトロッターアルゴリズムより優れていることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Digital quantum simulation relies on Trotterization to discretize time evolution into elementary quantum gates. On current quantum processors with notable gate imperfections, there is a critical tradeoff between improved accuracy for finer timesteps, and increased error rate on account of the larger circuit depth. We present an adaptive Trotterization algorithm to cope with time-dependent Hamiltonians, where we propose a concept of piecewise "conserved" quantities to estimate errors in the time evolution between two (nearby) points in time; these allow us to bound the errors accumulated over the full simulation period. They reduce to standard conservation laws in the case of time-independent Hamiltonians, for which we first developed an adaptive Trotterization scheme [PRX Quantum 4, 030319]. We validate the algorithm for a time-dependent quantum spin chain, demonstrating that it can outperform the conventional Trotter algorithm with a fixed step size at a controlled error.
- Abstract（参考訳）: デジタル量子シミュレーションは、時間進化を基本的な量子ゲートに区別するためにトロッター化に依存する。
ゲート欠陥が顕著な現在の量子プロセッサでは、より微細な時間ステップの精度の向上と、より大きな回路深さによるエラー率の増大の間には、重大なトレードオフがある。
本稿では,時間依存型ハミルトニアンの時間依存性に対処する適応的トロタライゼーションアルゴリズムを提案する。このアルゴリズムでは,2点(近傍)点間の時間発展における誤差を推定する「保存」量の概念が提案される。
時間に依存しないハミルトニアンの場合の標準保存法則に還元され、適応的トロッター化スキーム (PRX Quantum 4, 030319] が最初に開発された。
時間依存量子スピンチェーンのアルゴリズムを検証し、制御誤差で一定のステップサイズで従来のトロッターアルゴリズムより優れていることを示す。
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