論文の概要: Nonlinear Quantum Dynamics in Superconducting NISQ Processors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.16426v1
- Date: Mon, 25 Mar 2024 05:11:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-26 15:57:31.760588
- Title: Nonlinear Quantum Dynamics in Superconducting NISQ Processors
- Title(参考訳): 超伝導NISQプロセッサにおける非線形量子ダイナミクス
- Authors: Muhammad Umer, Eleftherios Mastorakis, Sofia Evangelou, Dimitris G. Angelakis,
- Abstract要約: 最近提案された変分量子アルゴリズムは、変分量子コンピューティングの地平線を非線形物理学や流体力学に拡張した。
このアルゴリズムを用いて、二次ポテンシャルを持つ非線形シュリンガー方程式の基底状態を見つけ、クラウド超伝導量子プロセッサに実装する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.3713777868185868
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A recently proposed variational quantum algorithm has expanded the horizon of variational quantum computing to nonlinear physics and fluid dynamics. In this work, we employ this algorithm to find the ground state of the nonlinear Schr\"{o}dinger equation with a quadratic potential and implement it on the cloud superconducting quantum processors. We analyze the expressivity of real-amplitude ansatz to capture the ground state of the nonlinear system across various interaction regimes characterized by varying strengths of nonlinearity. Our investigation reveals that although quantum hardware noise impairs the evaluation of the energy cost function, small instances of the problem consistently converge to the ground state. We implement a variety of problem instances on IBM Q devices and report analogous discrepancies in the energy cost function evaluation attributable to quantum hardware noise. The latter are absent in the state fidelity estimation. Our comprehensive analysis offers valuable insights into the practical implementation and advancement of the variational algorithms for nonlinear quantum dynamics.
- Abstract(参考訳): 最近提案された変分量子アルゴリズムは、変分量子コンピューティングの地平線を非線形物理学や流体力学に拡張した。
本研究では, このアルゴリズムを用いて, 二次ポテンシャルを持つ非線形シュルンディンガー方程式の基底状態を求め, 超伝導量子プロセッサ上に実装する。
実振幅アンサッツの表現性を解析し,非線形性の強度の変化を特徴とする様々な相互作用系における非線形系の基底状態を把握する。
本研究により, 量子ハードウェアノイズはエネルギーコスト関数の評価を損なうが, 問題の小さな事例は基底状態に連続的に収束することがわかった。
我々は、IBM Qデバイスに様々な問題インスタンスを実装し、量子ハードウェアノイズに起因するエネルギーコスト関数評価における類似の相違を報告する。
後者は州の忠実度推定に欠落している。
我々の包括的分析は、非線形量子力学のための変分アルゴリズムの実践的実装と進歩に関する貴重な知見を提供する。
関連論文リスト
- Reaction dynamics with qubit-efficient momentum-space mapping [42.408991654684876]
線形応答によって支配される異なる反応を記述することに関連する応答関数の量子アルゴリズムについて検討する。
我々は、運動量空間基底状態を用いて効率的に実行できる格子上の量子ビット効率の写像を考える。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-03-30T00:21:46Z) - Quantum error mitigation for Fourier moment computation [49.1574468325115]
本稿では、超伝導量子ハードウェアにおける核効果場理論の文脈におけるフーリエモーメントの計算に焦点を当てる。
この研究は、制御反転ゲートを用いたアダマール試験にエコー検証と雑音再正規化を統合した。
ノイズモデルを用いて解析した結果,2桁のノイズ強度が顕著に低下することが判明した。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-01-23T19:10:24Z) - Universality of critical dynamics with finite entanglement [68.8204255655161]
臨界近傍の量子系の低エネルギー力学が有限絡みによってどのように変化するかを研究する。
その結果、時間依存的臨界現象における絡み合いによる正確な役割が確立された。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-01-23T19:23:54Z) - Quantum Computing for Fusion Energy Science Applications [0.0]
量子コンピュータを用いて線形力学と非線形力学の両方をより詳細にシミュレートする話題について検討する。
我々は、クープマン進化作用素とペロン・フロベニウス進化作用素との接続を明示的に導出することにより、線形系に埋め込まれた非線形系に対する以前の結果を拡張した。
本稿では,非線形プラズマ力学において重要な量子マップのシミュレーションと波動-波動相互作用のシミュレーションを通して,波動-粒子相互作用の玩具モデルのシミュレーションについて議論する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-12-09T18:56:46Z) - Revealing the finite-frequency response of a bosonic quantum impurity [0.15729203067736902]
量子不純物は凝縮物質物理学においてユビキタスであり、多体問題の最も取り除かれた実現である。
我々は,非自明なボゾン不純物問題である境界正弦-ゴードンモデルの量子シミュレータを構築した。
この研究は、量子臨界点近傍における量子絡み合いの定量化など、未来のエキサイティングな視点を開く。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-08-05T09:13:33Z) - Nonlinear speed-ups in ultracold quantum gases [0.0]
量子進化の速度を高めるために、そのような非線形効果をどの程度活用できるかを解析する。
量子速度制限は非線形性の強さによって増加するが、非線形性の次数'で自明にスケールしない。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-06-27T15:14:47Z) - Simulating strongly interacting Hubbard chains with the Variational
Hamiltonian Ansatz on a quantum computer [0.0]
変分量子固有解法(VQE)は、分子や凝縮物質システムを小型量子コンピュータ上で研究するために実装されている。
1次元ハバード鎖の基底物理のどれ程が、問題に着想を得た変分ハミルトンアンザッツ(VHA)によって幅広いパラメータ値で記述されているかという問題に答えようとしている。
以上の結果から,低忠実度溶液でさえエネルギーと2重占有部位をよく捉えているのに対し,スピンスピン相関は高忠実度溶液であってもよく捉えられていないことが示唆された。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-11-23T16:54:36Z) - 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) - Designing Kerr Interactions for Quantum Information Processing via
Counterrotating Terms of Asymmetric Josephson-Junction Loops [68.8204255655161]
静的空洞非線形性は通常、ボゾン量子誤り訂正符号の性能を制限する。
非線形性を摂動として扱うことで、シュリーファー・ヴォルフ変換を用いて実効ハミルトニアンを導出する。
その結果、立方体相互作用は、線形演算と非線形演算の両方の有効率を高めることができることがわかった。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-07-14T15:11:05Z) - Quantum Non-equilibrium Many-Body Spin-Photon Systems [91.3755431537592]
論文は、非平衡状態における強相関量子系の量子力学に関するものである。
本研究の主な成果は, 臨界ダイナミクスのシグナチャ, 超ストロング結合のテストベッドとしての駆動ディックモデル, キブルズルーク機構の3つにまとめることができる。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-07-23T19:05:56Z) - Quantum reservoir computing with a single nonlinear oscillator [0.0]
単一非線形発振器における連続可変量子貯水池計算を提案する。
量子古典的な性能向上を実証し、量子測定の非線形性(英語版)を推定する。
量子貯水池の性能がヒルベルト空間次元にどのように依存するか, 入射雑音の影響について検討し, その実験的な実装について簡単に述べる。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-04-30T17:14:34Z)
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。