論文の概要: Quantum Zeno Monte Carlo for observable measurement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.02763v1
• Date: Tue, 5 Mar 2024 08:32:17 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-06 15:41:07.851047
• Title: Quantum Zeno Monte Carlo for observable measurement
• Title（参考訳）: 観測可能な測定のための量子ゼノモンテカルロ
• Authors: Mancheon Han, Hyowon Park, and Sangkook Choi
• Abstract要約: 本稿では,量子ゼノモンテカルロ法 (Quantum Zeno Monte Carlo) と呼ばれる新しいノイズ耐性・アンザッツフリーアルゴリズムを提案する。 量子ゼノ効果とモンテカルロ積分を利用して、ターゲット固有状態への多段階の断熱遷移を行う。 静的だけでなく、基底状態エネルギー、励起状態エネルギー、グリーン関数などの動的物理特性も、変動パラメータを使わずに効率的に見つけることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The advent of logical quantum processors marks the beginning of the early stages of error-corrected quantum computation. As a bridge between the noisy intermediate scale quantum (NISQ) era and the fault-tolerant quantum computing (FTQC) era, these devices and their successors have the potential to revolutionize the solution of classically challenging problems. An important application of quantum computers is to calculate observables of quantum systems. This problem is crucial for solving quantum many-body and optimization problems. However, due to limited error correction capabilities, this new era are still susceptible to noise, thereby necessitating new quantum algorithms with polynomial complexity as well as noisy-resilency. This paper proposes a new noise-resilient and ansatz-free algorithm, called Quantum Zeno Monte Carlo. It utilizes the quantum Zeno effect and Monte Carlo integration for multi-step adiabatic transitions to the target eigenstates. It can efficiently find static as well as dynamic physical properties such as ground state energy, excited state energies, and Green's function without the use of variational parameters. This algorithm offers a polynomial computational cost and quantum circuit depth that is significantly lower than the quantum phase estimation.
• Abstract（参考訳）: 論理量子プロセッサの出現は、誤り訂正量子計算の初期段階の始まりである。 ノイズの多い中間スケール量子 (NISQ) 時代とフォールトトレラント量子コンピューティング (FTQC) 時代の間の橋渡しとして、これらのデバイスとその後継者は古典的な課題の解決に革命をもたらす可能性がある。 量子コンピュータの重要な応用は、量子システムの可観測性を計算することである。 この問題は、量子多体および最適化問題の解決に不可欠である。 しかし、誤り訂正能力が限られているため、この新しい時代はまだノイズの影響を受けやすいため、新しい量子アルゴリズムは多項式複雑性とノイズ耐性を必要とする。 本稿では,量子ゼノモンテカルロと呼ばれる新しい雑音耐性・アンサツフリーアルゴリズムを提案する。 量子ゼノ効果とモンテカルロ積分を利用して、ターゲット固有状態への多段階の断熱遷移を行う。 静止状態エネルギー、励起状態エネルギー、グリーン関数などの動的物理的性質と同様に、変分パラメータを使わずに効率的に静的な性質を見つけることができる。 このアルゴリズムは、量子位相推定よりも大幅に低い多項式計算コストと量子回路深さを提供する。

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