論文の概要: Quantum Signal Processing with the one-dimensional quantum Ising model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.04538v1
- Date: Fri, 8 Sep 2023 18:01:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-12 17:47:51.348126
- Title: Quantum Signal Processing with the one-dimensional quantum Ising model
- Title（参考訳）: 一次元量子イジングモデルによる量子信号処理
- Authors: V. M. Bastidas, S. Zeytino\u{g}lu, Z. M. Rossi, I. L. Chuang, and W.
J. Munro
- Abstract要約: 量子信号処理(QSP)は、量子システムの特性を操作および決定するための有望なフレームワークとして登場した。
我々は、時空双対量子回路や量子シミュレーションから量子制御まで、様々な分野における我々のアプローチの例と応用について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum Signal Processing (QSP) has emerged as a promising framework to
manipulate and determine properties of quantum systems. QSP not only unifies
most existing quantum algorithms but also provides tools to discover new ones.
Quantum signal processing is applicable to single- or multi-qubit systems that
can be qubitized so one can exploit the SU$(2)$ structure of system evolution
within special invariant two-dimensional subspaces. In the context of quantum
algorithms, this SU$(2)$ structure is artificially imposed on the system
through highly nonlocal evolution operators that are difficult to implement on
near-term quantum devices. In this work, we propose QSP protocols for the
infinite-dimensional Onsager Lie Algebra, which is relevant to the physical
dynamics of quantum devices that can simulate the transverse field Ising model.
To this end, we consider QSP sequences in the Heisenberg picture, allowing us
to exploit the emergent SU$(2)$ structure in momentum space and synthesize QSP
sequences for the Onsager algebra. Our results demonstrate a concrete
connection between QSP techniques and Noisy Intermediate Scale quantum
protocols. We provide examples and applications of our approach in diverse
fields ranging from space-time dual quantum circuits and quantum simulation, to
quantum control.
- Abstract（参考訳）: 量子信号処理(QSP)は、量子システムの特性を操作および決定するための有望なフレームワークとして登場した。
QSPは既存の量子アルゴリズムを統一するだけでなく、新しい量子アルゴリズムを発見するツールも提供する。
量子信号処理は、量子化可能な単一または複数量子ビット系に適用でき、特別な不変2次元部分空間内でのシステム進化のSU$(2)$構造を利用することができる。
量子アルゴリズムの文脈では、このsu$(2)$構造は、短期の量子デバイスでは実装が難しい非常に非局所的な進化演算子を通して、人工的に系に課される。
本研究では,超越体イジングモデルをシミュレートできる量子デバイスの物理力学に関連する無限次元オンザガーリー代数のqspプロトコルを提案する。
この目的のために、ハイゼンベルク図形のQSP列を考えると、運動量空間の創発的なSU$(2)$構造を利用して、オンサーガー代数のQSP列を合成することができる。
本報告では,qsp手法と雑音中規模量子プロトコルとの具体的な接続を示す。
我々は、時空双対量子回路や量子シミュレーションから量子制御まで幅広い分野におけるアプローチの例と応用について述べる。
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