論文の概要: Stabilizer ground states: theory, algorithms and applications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.08441v1
- Date: Wed, 13 Mar 2024 11:54:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-14 14:43:40.520306
- Title: Stabilizer ground states: theory, algorithms and applications
- Title(参考訳): 安定化剤基底状態:理論、アルゴリズムおよび応用
- Authors: Jiace Sun, Lixue Cheng, Shi-Xin Zhang
- Abstract要約: 一般のパウリ・ハミルトニアンの安定化基底状態を特定するための簡易な等価形式論を提案する。
また、1次元局所ハミルトニアンの安定化基底状態を得るための正確で線形スケールのアルゴリズムも開発している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.6445605125467574
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Stabilizer states have been commonly utilized in quantum information, quantum
error correction, and quantum circuit simulation due to their simple
mathematical structure. In this work, we apply stabilizer states to tackle
quantum many-body problems and introduce the concept of stabilizer ground
states. We present a simplified equivalent formalism for identifying stabilizer
ground states of general Pauli Hamiltonians. Moreover, we also develop an exact
and linear-scaled algorithm to obtain stabilizer ground states of 1D local
Hamiltonians and thus free from discrete optimization. This proposed
theoretical formalism and linear-scaled algorithm are not only applicable to
finite-size systems, but also adaptable to infinite periodic systems. The
scalability and efficiency of the algorithms are numerically benchmarked on
different Hamiltonians. Finally, we demonstrate that stabilizer ground states
can find various promising applications including better design on variational
quantum algorithms, qualitative understanding of phase transitions, and
cornerstones for more advanced ground state ansatzes.
- Abstract(参考訳): 安定化器状態は、単純な数学的構造のため、量子情報、量子エラー補正、量子回路シミュレーションで一般的に利用されてきた。
本研究では、量子多体問題に対処するために安定化器状態を適用し、安定化器基底状態の概念を導入する。
一般のパウリ・ハミルトニアンの安定化基底状態を特定するための簡易な等価形式論を提案する。
さらに、1次元局所ハミルトニアンの安定化基底状態を得るための完全かつ線形スケールのアルゴリズムも開発し、したがって離散最適化は不要である。
この理論形式と線形スケールのアルゴリズムは有限サイズシステムだけでなく、無限周期システムにも適用可能である。
アルゴリズムのスケーラビリティと効率は、異なるハミルトン多様体上で数値的にベンチマークされる。
最後に、安定化器基底状態は、変分量子アルゴリズムのより良い設計、相転移の質的理解、より高度な基底状態アンサーゼのための基礎など、様々な有望な応用を見出すことができることを示した。
関連論文リスト
- Bases for optimising stabiliser decompositions of quantum states [16.79957088262598]
我々は、$n$-qubit 安定化状態の線型依存のベクトル空間を導入し、研究する。
定数サイズ3の線形依存のエレガントな基底を構築する。
我々は,魔法状態の安定化度合いを向上するための潜在的な将来的応用を提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-11-29T06:30:05Z) - Sufficient condition for universal quantum computation using bosonic
circuits [44.99833362998488]
我々は、計算普遍性にシミュレート可能な回路の促進に重点を置いている。
まず、連続変数状態をキュービット状態にマッピングするための一般的なフレームワークを紹介します。
次に、モジュラーおよび安定化サブシステム分解を含む既存のマップをこのフレームワークにキャストします。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-09-14T16:15:14Z) - Hybrid algorithm simulating non-equilibrium steady states of an open
quantum system [10.752869788647802]
非平衡定常状態は開量子系の研究の焦点である。
これらの定常状態を探すための従来の変分アルゴリズムは、資源集約的な実装に悩まされてきた。
我々は、リンドブラッド方程式の演算子-サム形式をシミュレートすることにより、非平衡定常状態の効率的な探索を行う新しい変分量子アルゴリズムを提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-09-13T01:57:27Z) - Dissipative preparation and stabilization of many-body quantum states in
a superconducting qutrit array [55.41644538483948]
本稿では,量子多体絡み合った状態の多様体を駆動散逸的に準備し,安定化するためのプロトコルを提案し,解析する。
我々は,実デバイスの物理特性に基づいたパルスレベルシミュレーションにより,このプラットフォームの理論的モデリングを行う。
我々の研究は、固体で自己補正された量子多体状態をホストする駆動散逸型超伝導cQEDシステムの能力を示している。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-03-21T18:02:47Z) - Improved iterative quantum algorithm for ground-state preparation [4.921552273745794]
ハミルトン系の基底状態を作成するために,改良された反復量子アルゴリズムを提案する。
提案手法には,各イテレーションにおける成功確率の向上,測定精度に依存しないサンプリングの複雑さ,ゲートの複雑さの低減,およびアシラリー状態が十分に準備された場合の量子資源のみを必要とするという利点がある。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-10-16T05:57:43Z) - Canonically consistent quantum master equation [68.8204255655161]
我々は、無限小弱い系-バス結合限界を超えた開量子系の状態を正しく再現する新しい量子マスター方程式を提唱した。
本手法は, 定常状態の減少に関する知識を力学に取り入れることに基づいている。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-05-25T15:22:52Z) - Robust preparation of Wigner-negative states with optimized
SNAP-displacement sequences [41.42601188771239]
三次元マイクロ波キャビティにおける光の非古典状態を生成する。
これらの状態は量子計算に有用である。
非古典的状態を生成するこの方法は、システムのパラメータのゆらぎに対して堅牢であることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-11-15T18:20:38Z) - Improved Graph Formalism for Quantum Circuit Simulation [77.34726150561087]
我々は、安定化状態から正準形式への効率よく単純化する方法を示す。
内積の対称性を明らかにするために, 線形依存三重項を特徴付ける。
新たな制御付きPauli $Z$アルゴリズムを用いて、内部積計算のランタイムを$O(n3)$から$O(nd2)$に改善します。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-09-20T05:56:25Z) - Quantum algorithms for quantum dynamics: A performance study on the
spin-boson model [68.8204255655161]
量子力学シミュレーションのための量子アルゴリズムは、伝統的に時間進化作用素のトロッター近似の実装に基づいている。
変分量子アルゴリズムは欠かせない代替手段となり、現在のハードウェア上での小規模なシミュレーションを可能にしている。
量子ゲートコストが明らかに削減されているにもかかわらず、現在の実装における変分法は量子的優位性をもたらすことはありそうにない。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-08-09T18:00:05Z) - LIMDD: A Decision Diagram for Simulation of Quantum Computing Including
Stabilizer States [1.1999555634662633]
LIMDD(Local Invertible Map-DD)と呼ばれる,より強力な決定図を導入した。
ポリサイズのLIMDDで表される量子状態の集合は、安定状態と他の決定図の変形の結合を厳密に含んでいることを証明する。
したがって、LIMDDは量子コンピューティングのシミュレーションと解析のための、根本的に強力なソリューションの道を開いた。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-08-02T14:24:47Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。