論文の概要: Simulating Open Quantum Systems Using Hamiltonian Simulations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.15533v1
• Date: Mon, 27 Nov 2023 04:38:13 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-28 17:18:31.466627
• Title: Simulating Open Quantum Systems Using Hamiltonian Simulations
• Title（参考訳）: ハミルトンシミュレーションを用いた開量子系シミュレーション
• Authors: Zhiyan Ding and Xiantao Li and Lin Lin
• Abstract要約: 我々はリンドブラッド方程式をシミュレートする新しい手法を提案し、リンドブラッド力学、微分方程式、ハミルトニアンシミュレーションの関係を描いている。 拡大ヒルベルト空間におけるユニタリ力学の列を導出し、リンドブラッド力学を任意の高次に近似することができる。 このユニタリ表現は、ハミルトニアンシミュレーションとアンシラ量子ビットの追跡のみを含む量子回路を用いてシミュレートすることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.864474385178252
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a novel method to simulate the Lindblad equation, drawing on the relationship between Lindblad dynamics, stochastic differential equations, and Hamiltonian simulations. By introducing extra ancilla qubits, we derive a sequence of unitary dynamics in an enlarged Hilbert space that can approximate the Lindblad dynamics up to an arbitrarily high order. This unitary representation can then be simulated using a quantum circuit that involves only Hamiltonian simulation and tracing out the ancilla qubits. When a unitary dynamics is constructed for the Hamiltonian simulation, there is no need for additional post-selection in measurement outcomes, ensuring a success probability of one at each stage. Our method can be directly generalized to the time-dependent setting. We provide numerical examples that simulate both time-independent and time-dependent Lindbladian dynamics with accuracy up to the third order.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,リンドブラッド方程式をシミュレートする新しい手法を提案し,リンドブラッド力学,確率微分方程式,ハミルトニアンシミュレーションとの関係について考察する。 余剰アンシラ量子ビットを導入することにより、拡大ヒルベルト空間におけるユニタリダイナミクスの列を導出し、リンドブラッド力学を任意の高階まで近似することができる。 このユニタリ表現は、ハミルトニアンシミュレーションとアンシラ量子ビットの追跡のみを含む量子回路を用いてシミュレートすることができる。 ハミルトンシミュレーションのためにユニタリダイナミクスが構築された場合、測定結果に追加のポスト選択が必要なくなり、各段階で1つの成功確率が保証される。 本手法は時間依存設定へ直接一般化することができる。 時間に依存しないリンドブラジアンダイナミクスと時間に依存しないリンドブラジアンダイナミクスの両方を3階までの精度でシミュレートする数値例を提供する。

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