論文の概要: Entanglement-assisted phase estimation algorithm for calculating dynamical response functions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.19554v1
- Date: Tue, 30 Apr 2024 13:31:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-01 14:05:41.211197
- Title: Entanglement-assisted phase estimation algorithm for calculating dynamical response functions
- Title（参考訳）: 動的応答関数の計算のための絡み合い支援位相推定アルゴリズム
- Authors: Rei Sakuma, Shu Kanno, Kenji Sugisaki, Takashi Abe, Naoki Yamamoto,
- Abstract要約: 動的応答関数は、量子多体系の励起状態特性を記述するための基本的な量である。
量子位相推定による励起エネルギーと遷移確率の正確な推定は、スペクトルリークのため困難である。
スペクトルのピークの遷移エネルギーとそれに対応する遷移確率の両方をより正確に推定するための簡単なスキームを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.33363717210853483
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Dynamical response functions are fundamental quantities to describe the excited-state properties in quantum many-body systems. Quantum algorithms have been proposed to evaluate these quantities by means of quantum phase estimation (QPE), where the energy spectra are directly extracted from the QPE measurement outcomes in the frequency domain. Accurate estimation of excitation energies and transition probabilities with these QPE-based approaches is, however, challenging because of the problem of spectral leakage (or peak broadening) which is inherent in the QPE algorithm. To overcome this issue, in this work we consider an extension of the QPE-based approach adopting the optimal entangled input states, which is known to achieve the Heisenberg-limited scaling for the estimation precision. We demonstrate that with this method the peaks in the calculated energy spectra are more localized than those calculated by the original QPE-based approaches, suggesting the mitigation of the spectral leakage problem. By analyzing the probability distribution with the entangled phase estimation, we propose a simple scheme to better estimate both the transition energies and the corresponding transition probabilities of the peaks of interest in the spectra. The validity of our prescription is demonstrated by numerical simulations in various quantum many-body problems: the spectral function of a simple electron-plasmon model in condensed-matter physics, the dipole transitions of the H$_2$O molecule in quantum chemistry, and the electromagnetic transitions of the $^6$Li nucleus in nuclear physics.
- Abstract（参考訳）: 動的応答関数は、量子多体系の励起状態特性を記述するための基本的な量である。
周波数領域におけるQPE測定結果から直接エネルギースペクトルを抽出する量子位相推定(QPE)を用いて、これらの量を評価するために量子アルゴリズムが提案されている。
しかし、QPEアルゴリズムに固有のスペクトルリーク(ピーク拡大)の問題のため、これらのQPEに基づくアプローチによる励起エネルギーと遷移確率の正確な推定は困難である。
この問題を克服するために、この研究では、推定精度のハイゼンベルク限定スケーリングを実現することが知られている最適絡み合った入力状態を採用するQPEベースのアプローチの拡張を検討する。
この方法では、計算されたエネルギースペクトルのピークは、元のQPEベースのアプローチで計算されたピークよりもより局所化されており、スペクトルリーク問題の緩和が示唆されている。
交絡位相推定を用いて確率分布を解析することにより、スペクトルのピークの遷移エネルギーと対応する遷移確率の両方をより正確に推定する簡単なスキームを提案する。
この処方の妥当性は、凝縮物質物理学における単純な電子プラズモンモデルのスペクトル関数、量子化学におけるH$2$O分子の双極子遷移、核物理学における$^6$Li核の電磁遷移など、様々な量子多体問題における数値シミュレーションによって実証される。
関連論文リスト
- Quantum sensing in an exciton-polariton condensate [0.0]
量子相転移がなくても、励起状態量子相転移(ESQPT)が存在するため、量子フィッシャー情報は増幅可能であることを示す。
本研究は, 励起子-偏光子系における非古典的量子臨界現象と潜在的な実験的応用との相関性を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-19T18:00:00Z) - Thermalization and Criticality on an Analog-Digital Quantum Simulator [133.58336306417294]
本稿では,69個の超伝導量子ビットからなる量子シミュレータについて述べる。
古典的Kosterlitz-Thouless相転移のシグネチャと,Kibble-Zurekスケール予測からの強い偏差を観測する。
本システムは, 対角二量体状態でディジタル的に調製し, 熱化時のエネルギーと渦の輸送を画像化する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-27T17:40:39Z) - Lindblad-like quantum tomography for non-Markovian quantum dynamical maps [46.350147604946095]
本稿では,Lindblad-like quantum tomography (L$ell$QT) を量子情報プロセッサにおける時間相関ノイズの量子的特徴付け手法として紹介する。
単一量子ビットの強調力学について、L$ell$QT を詳細に論じ、量子進化の複数のスナップショットを可能性関数に含めることの重要性を正確に理解することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-28T19:29:12Z) - 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) - Calculation of the moscovium ground-state energy by quantum algorithms [0.0]
量子コンピュータ上での原子系の基底状態エネルギーを計算する可能性について検討する。
我々は, 繰り返し位相推定と変分量子固有解法を用いて, モスコビウム原子の最低結合エネルギーを評価する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-17T18:41:19Z) - Numerical Simulations of Noisy Quantum Circuits for Computational
Chemistry [51.827942608832025]
短期量子コンピュータは、小さな分子の基底状態特性を計算することができる。
計算アンサッツの構造と装置ノイズによる誤差が計算にどのように影響するかを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-31T16:33:10Z) - A variational quantum eigensolver for dynamic correlation functions [0.9176056742068814]
ゼロ温度動的相関関数の計算を改良VQEアルゴリズムに再キャストする方法を示す。
これにより、系の力学を記述する重要な物理的期待値が周波数軸に直接収束する。
本手法は, 近距離量子プロセッサ上での相関系の周波数ダイナミクスの抽出の可能性を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-04T18:52:45Z) - Heisenberg-limited ground state energy estimation for early
fault-tolerant quantum computers [3.7747526957907303]
ハイゼンベルク制限精度スケーリングを用いてハミルトンの基底状態エネルギーを推定する方法を提案する。
提案アルゴリズムは,スペクトル測度の近似累積分布関数も生成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-22T20:21:56Z) - Variational quantum solver employing the PDS energy functional [6.822193536884916]
接続モーメント展開の量子計算に基づく新しい量子アルゴリズムのクラスが、基底と励起状態エネルギーを見つけるために報告されている。
ここでは、Peeters-Devreese-Soldatov (PDS) の定式化は変分的であり、既存の変分量子インフラとさらに結合する可能性を持つ。
従来の変分量子固有解法(VQE)や元の静的PSD法と比較して、この新しい変分量子解法は、局所的なミニマに閉じ込められないようにダイナミクスをナビゲートするための効果的なアプローチを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-21T10:12:38Z) - Benchmarking adaptive variational quantum eigensolvers [63.277656713454284]
VQEとADAPT-VQEの精度をベンチマークし、電子基底状態とポテンシャルエネルギー曲線を計算する。
どちらの手法もエネルギーと基底状態の優れた推定値を提供する。
勾配に基づく最適化はより経済的であり、勾配のない類似シミュレーションよりも優れた性能を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-02T19:52:04Z) - In and out of equilibrium quantum metrology with mean-field quantum
criticality [68.8204255655161]
本稿では,集団遷移現象が量子力学プロトコルに与える影響について考察する。
単一球面量子スピン(SQS)は平均場レベルでの分析的な洞察を可能にするステレオタイプ玩具モデルとして機能する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-09T19:20:42Z)
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。