論文の概要: Exponential optimization of quantum state preparation via adiabatic thermalization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.03656v1
• Date: Mon, 6 May 2024 17:29:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-07 12:57:40.731402
• Title: Exponential optimization of quantum state preparation via adiabatic thermalization
• Title（参考訳）: 断熱法による量子状態生成の指数最適化
• Authors: Davide Cugini, Davide Nigro, Mattia Bruno, Dario Gerace,
• Abstract要約: 量子コンピュータレジスタ上で与えられた量子状態の準備について検討する。 我々は, 温度化時間の関数として, 誤差が指数関数的に減少する状態準備のために, 断熱定理を用いる。 次に,アディベート準備を修飾するプレコンディショニング項を設計し,その特性時間を短縮する。
• 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 preparation of a given quantum state on a quantum computing register is a typically demanding operation, requiring a number of elementary gates that scales exponentially with the size of the problem. Using the adiabatic theorem for state preparation, whose error decreases exponentially as a function of the thermalization time, we derive an explicit analytic expression for the dependence of the characteristic time on the Hamiltonian used in the adiabatic evolution. Exploiting this knowledge, we then design a preconditioning term that modifies the adiabatic preparation, thus reducing its characteristic time and hence giving an exponential advantage in state preparation. We prove the efficiency of our method with extensive numerical experiments on prototypical spin-models, which gives a promising strategy to perform quantum simulations of manybody models via Trotter evolution on near-term quantum processors.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータレジスタ上の与えられた量子状態の準備は典型的に要求される操作であり、問題のサイズに応じて指数関数的にスケールするいくつかの基本ゲートを必要とする。 熱化時間の関数として誤差が指数関数的に減少する状態準備のための断熱定理を用いて、断熱進化に使用されるハミルトン時間に対する特性時間依存性の明示的な解析式を導出する。 この知識をエクスプロイトし、アディベート準備を修飾するプレコンディショニング項を設計し、その特性時間を短縮し、状態準備において指数関数的な優位性を与える。 本手法の有効性は, プロトタイプスピンモデルに対する広範な数値実験により証明し, 短期量子プロセッサ上でのトロッター進化による多体モデルの量子シミュレーションを行うための有望な戦略を与える。

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