論文の概要: Quantum simulation of time-dependent Hamiltonians via commutator-free quasi-Magnus operators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.13889v1
• Date: Wed, 20 Mar 2024 18:01:27 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-22 18:18:59.148639
• Title: Quantum simulation of time-dependent Hamiltonians via commutator-free quasi-Magnus operators
• Title（参考訳）: 可換準マグヌス作用素による時間依存ハミルトニアンの量子シミュレーション
• Authors: Pablo Antonio Moreno Casares, Modjtaba Shokrian Zini, Juan Miguel Arrazola,
• Abstract要約: マグナス作用素(Magnus operator)は、計算数学における時間依存ハミルトニアンシミュレーションの一般的な方法である。 可換準マグヌス作用素(CFQM)の開発は、この障害を回避する。 CFQMは、しばしば1桁以上のオーダーで利用できる最も効率的な製品-フォーミュラ技術であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7799708033005247
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Hamiltonian simulation is arguably the most fundamental application of quantum computers. The Magnus operator is a popular method for time-dependent Hamiltonian simulation in computational mathematics, yet its usage requires the implementation of exponentials of commutators, which has previously made it unappealing for quantum computing. The development of commutator-free quasi-Magnus operators (CFQMs) circumvents this obstacle, at the expense of a lack of provable global numeric error bounds. In this work, we establish one such error bound for CFQM-based time-dependent quantum Hamiltonian simulation by carefully estimating the error of each step involved in their definition. This allows us to compare its cost with the alternatives, and show that CFQMs are often the most efficient product-formula technique available by more than an order of magnitude. As a result, we find that CFQMs may be particularly useful to simulate time-dependent Hamiltonians on early fault-tolerant quantum computers.
• Abstract（参考訳）: ハミルトンシミュレーションは間違いなく量子コンピュータの最も基本的な応用である。 マグナス作用素(Magnus operator)は、計算数学における時間依存ハミルトニアンシミュレーション(英語版)の一般的な方法であるが、その使用法は、これまで量子コンピューティングには適用されなかった交換子の指数関数の実装を必要とする。 通勤者なし準マグヌス作用素(CFQM)の開発は、証明可能なグローバル数値誤差境界の欠如を犠牲にして、この障害を回避する。 本研究では,CFQMに基づく時間依存量子ハミルトニアンシミュレーションにおいて,各ステップの誤差を慎重に推定することにより,そのような誤差の1つを確立する。 これにより、コストと代替品を比較することができ、CFQMは、しばしば1桁以上のオーダーで利用できる最も効率的な製品-フォーミュラ技術であることを示すことができる。 その結果,CFQMは早期のフォールトトレラント量子コンピュータ上での時間依存ハミルトニアンのシミュレートに特に有用であることがわかった。

関連論文リスト

• Variational-Cartan Quantum Dynamics Simulations of Excitation Dynamics [7.865137519552981]
  量子力学シミュレーション(QDS)は、量子コンピューティングの最も期待されている応用の1つである。 ハミルトンシミュレーションアルゴリズムを実装するための量子回路深さは、一般に時間に依存する。 本研究は, 時間依存システムと変分ハミルトンシミュレーションを組み合わせることで, 時間依存システムを研究するためのCDベースのハミルトンシミュレーションアルゴリズムを一般化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-20T09:11:46Z)
• Benchmarking a heuristic Floquet adiabatic algorithm for the Max-Cut problem [0.0]
  断熱的進化は、固定された有限トロッターステップで行うことができることを示す。 行列積-状態シミュレーションを用いてマックス・カッツ問題を最適に解くことのできる数値的な証拠を与える。 計算結果を外挿すると、量子コンピュータが古典的正確な解法や近似解法と競合するために必要なリソースを推定する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-24T17:29:03Z)
• Quantum Simulations for Strong-Field QED [0.0]
  強磁場QED(SFQED)の3+1$次元での量子シミュレーションを行う。 ブライト・ウィーラー対生成に関連する相互作用は量子回路に変換される。 ヌルダブルスリット」実験の量子シミュレーションは古典シミュレーションとよく一致している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-11-30T03:05:26Z)
• Robust Extraction of Thermal Observables from State Sampling and Real-Time Dynamics on Quantum Computers [49.1574468325115]
  我々は、状態の密度、特にその非負性性に制約を課す手法を導入し、この方法で、ノイズのある時系列からボルツマン重みを確実に抽出できることを示す。 本研究により,今日の量子コンピュータにおける時系列アルゴリズムの実装により,多体量子系の有限温度特性の研究が可能となった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-30T18:00:05Z)
• Optimal/Nearly-optimal simulation of multi-periodic time-dependent Hamiltonians [0.0]
  我々は、複数の時間周期を持つ時間依存ハミルトニアンをシミュレートするためのQETベースのアプローチを確立する。 時間依存の難しさを克服し、多周期時間依存ハミルトニアンの力学をシミュレートすることができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-16T01:53:09Z)
• Well-conditioned multi-product formulas for hardware-friendly Hamiltonian simulation [1.433758865948252]
  ハードウェアを増幅せず、エラーをサンプリングしないMPFの設計方法を示し、その性能を実証する。 本稿では,Pauli Twirlingによるハードウェアノイズの抑制,パルス効率の変換,スケールしたクロス共振パルスに基づく新しいゼロノイズ外挿による製品公式アプローチと比較して,最大1桁の誤差低減を観測する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-22T18:00:05Z)
• Simulating the Mott transition on a noisy digital quantum computer via Cartan-based fast-forwarding circuits [62.73367618671969]
  動的平均場理論(DMFT)は、ハバードモデルの局所グリーン関数をアンダーソン不純物のモデルにマッピングする。 不純物モデルを効率的に解くために、量子およびハイブリッド量子古典アルゴリズムが提案されている。 この研究は、ノイズの多いデジタル量子ハードウェアを用いたMott相転移の最初の計算を提示する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-10T17:32:15Z)
• An Algebraic Quantum Circuit Compression Algorithm for Hamiltonian Simulation [55.41644538483948]
  現在の世代のノイズの多い中間スケール量子コンピュータ(NISQ)は、チップサイズとエラー率に大きく制限されている。 我々は、自由フェルミオンとして知られる特定のスピンハミルトニアンをシミュレーションするために、量子回路を効率よく圧縮するために局所化回路変換を導出する。 提案した数値回路圧縮アルゴリズムは、後方安定に動作し、$mathcalO(103)$スピンを超える回路合成を可能にするスピンの数で3次スケールする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-06T19:38:03Z)
• Fixed Depth Hamiltonian Simulation via Cartan Decomposition [59.20417091220753]
  時間に依存しない深さの量子回路を生成するための構成的アルゴリズムを提案する。 一次元横フィールドXYモデルにおけるアンダーソン局在化を含む、モデルの特殊クラスに対するアルゴリズムを強調する。 幅広いスピンモデルとフェルミオンモデルに対して正確な回路を提供するのに加えて、我々のアルゴリズムは最適なハミルトニアンシミュレーションに関する幅広い解析的および数値的な洞察を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-01T19:06:00Z)
• Error mitigation and quantum-assisted simulation in the error corrected regime [77.34726150561087]
  量子コンピューティングの標準的なアプローチは、古典的にシミュレート可能なフォールトトレラントな演算セットを促進するという考え方に基づいている。 量子回路の古典的準確率シミュレーションをどのように促進するかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-12T20:58:41Z)
• Fast and differentiable simulation of driven quantum systems [58.720142291102135]
  我々は、ダイソン展開に基づく半解析手法を導入し、標準数値法よりもはるかに高速に駆動量子系を時間発展させることができる。 回路QEDアーキテクチャにおけるトランスモン量子ビットを用いた2量子ゲートの最適化結果を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-16T21:43:38Z)

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。