論文の概要: Quantum Simulation of Dissipative Energy Transfer via Noisy Quantum Computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.01401v1
• Date: Sun, 3 Dec 2023 13:56:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-05 17:32:45.983540
• Title: Quantum Simulation of Dissipative Energy Transfer via Noisy Quantum Computer
• Title（参考訳）: ノイズ量子コンピュータによる散逸エネルギー伝達の量子シミュレーション
• Authors: Chin-Yi Lin, Li-Chai Shih, Shin Sun, Yuan-Chung Cheng
• Abstract要約: 雑音の多いコンピュータ上でのオープン量子システムの力学をシミュレートする実用的な手法を提案する。 提案手法は,IBM-Q実機におけるゲートノイズを利用して,2量子ビットのみを用いて計算を行う。 最後に、トロッター展開を行う際の量子回路の深さの増大に対処するため、短期力学シミュレーションを拡張するために転送テンソル法(TTM)を導入した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.40964539027092917
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In recent years, due to its formidable potential in computational theory, quantum computing has become a very popular research topic. However, the implementation of practical quantum algorithms, which hold the potential to solve real-world problems, is often hindered by the significant error rates associated with quantum gates and the limited availability of qubits. In this study, we propose a practical approach to simulate the dynamics of an open quantum system on a noisy computer, which encompasses general and valuable characteristics. Notably, our method leverages gate noises on the IBM-Q real device, enabling us to perform calculations using only two qubits. The results generated by our method performed on IBM-Q Jakarta aligned with the those calculated by hierarchical equations of motion (HEOM), which is a classical numerically-exact method, while our simulation method runs with a much better computing complexity. In the last, to deal with the increasing depth of quantum circuits when doing Trotter expansion, we introduced the transfer tensor method(TTM) to extend our short-term dynamics simulation. Based on quantum simulator, we show the extending ability of TTM, which allows us to get a longer simulation using a relatively short quantum circuits.
• Abstract（参考訳）: 近年では、量子コンピューティングは計算理論の強大な可能性から、非常に人気のある研究トピックとなっている。 しかし、現実の問題を解決する可能性を秘めている実用的な量子アルゴリズムの実装は、量子ゲートと量子ビットの限られた可用性に関連する大きなエラー率によってしばしば妨げられる。 そこで本研究では,一般に有用な特徴を包含する,ノイズの多いコンピュータ上でのオープン量子システムの力学をシミュレートする実践的手法を提案する。 特に,本手法はIBM-Q実機におけるゲートノイズを利用して,2量子ビットのみを用いて計算を行う。 提案手法がIBM-Qジャカルタで行った結果は,古典的数値エクササイズ法である階層運動方程式(HEOM)で計算した結果と一致し,シミュレーション手法は計算の複雑さをはるかに向上させる。 最後に、トロッター展開を行う際の量子回路の深さの増大に対処するため、短期力学シミュレーションを拡張するために転送テンソル法(TTM)を導入した。 量子シミュレータに基づいて、比較的短い量子回路を用いてより長いシミュレーションを行うことができるTTMの拡張能力を示す。

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