論文の概要: Feedback-based Quantum Algorithm Inspired by Counterdiabatic Driving
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.15303v2
- Date: Wed, 09 Oct 2024 18:44:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-11 14:28:14.317393
- Title: Feedback-based Quantum Algorithm Inspired by Counterdiabatic Driving
- Title（参考訳）: 反断熱駆動にインスパイアされたフィードバックに基づく量子アルゴリズム
- Authors: Rajesh K. Malla, Hiroki Sukeno, Hongye Yu, Tzu-Chieh Wei, Andreas Weichselbaum, Robert M. Konik,
- Abstract要約: 本稿では,量子リアプノフ制御と反断熱駆動プロトコルのアイデアを用いたプロトコルを提案する。
我々は,1次元量子イジングスピン鎖の基底状態の生成にアルゴリズムを適用した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.32985979395737786
- License:
- Abstract: In recent quantum algorithmic developments, a feedback-based approach has shown promise for preparing quantum many-body system ground states and solving combinatorial optimization problems. This method utilizes quantum Lyapunov control to iteratively construct quantum circuits. Here, we propose a substantial enhancement by implementing a protocol that uses ideas from quantum Lyapunov control and the counterdiabatic driving protocol, a key concept from quantum adiabaticity. Our approach introduces an additional control field inspired by counterdiabatic driving. We apply our algorithm to prepare ground states in one-dimensional quantum Ising spin chains. Comprehensive simulations demonstrate a remarkable acceleration in population transfer to low-energy states within a significantly reduced time frame compared to conventional feedback-based quantum algorithms. This acceleration translates to a reduced quantum circuit depth, a critical metric for potential quantum computer implementation. We validate our algorithm on the IBM cloud computer, highlighting its efficacy in expediting quantum computations for many-body systems and combinatorial optimization problems.
- Abstract（参考訳）: 最近の量子アルゴリズム開発において、フィードバックに基づくアプローチは、量子多体系の基底状態を作成し、組合せ最適化問題を解くことを約束している。
この方法は、量子リアプノフ制御を用いて、量子回路を反復的に構築する。
本稿では,量子リアプノフ制御と反断熱駆動プロトコル(量子断熱性から重要な概念)のアイデアを利用するプロトコルを実装することにより,大幅な拡張を提案する。
提案手法は,反断熱駆動にインスパイアされた追加の制御場を導入する。
我々は,1次元量子イジングスピン鎖の基底状態の生成にアルゴリズムを適用した。
包括的シミュレーションでは、従来のフィードバックベースの量子アルゴリズムと比較して、時間枠が大幅に短縮された場合、低エネルギー状態への人口移動が顕著に加速されることが示されている。
この加速は量子回路の深さを減らし、潜在的な量子コンピュータの実装にとって重要な指標となる。
我々は,本アルゴリズムをIBMクラウドコンピュータ上で検証し,多体システムにおける量子計算の高速化と組合せ最適化問題の有効性を強調した。
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