論文の概要: Hybrid Quantum Algorithm for Simulating Real-Time Thermal Correlation Functions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.19599v1
• Date: Thu, 30 May 2024 01:30:13 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-31 18:36:41.428474
• Title: Hybrid Quantum Algorithm for Simulating Real-Time Thermal Correlation Functions
• Title（参考訳）: 実時間熱相関関数のシミュレーションのためのハイブリッド量子アルゴリズム
• Authors: Elliot C. Eklund, Nandini Ananth,
• Abstract要約: 実時間量子熱相関関数を計算するために,hPIMC (Path Integral Monte Carlo) アルゴリズムを提案する。 本稿では,最近開発された確率Imaginary-Time Evolution (PITE)アルゴリズムを用いて,仮想時間進化の構成要素を正確に行うことができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present a hybrid Path Integral Monte Carlo (hPIMC) algorithm to calculate real-time quantum thermal correlation functions and demonstrate its application to open quantum systems. The hPIMC algorithm leverages the successes of classical PIMC as a computational tool for high-dimensional system studies by exactly simulating dissipation using the Feynman-Vernon influence functional on a classical computer. We achieve a quantum speed-up over the classical algorithm by computing short-time matrix elements of the quantum propagator on a quantum computer. We show that the component of imaginary-time evolution can be performed accurately using the recently developed Probabilistic Imaginary-Time Evolution (PITE) algorithm, and we introduce a novel low-depth circuit for approximate real-time evolution under the kinetic energy operator using a Discrete Variable Representation (DVR). We test the accuracy of the approximation by computing the position-position thermal correlation function of a proton transfer reaction.
• Abstract（参考訳）: 実時間量子熱相関関数を計算し,そのオープン量子システムへの応用を実証するハイブリッドパス積分モンテカルロ(hPIMC)アルゴリズムを提案する。 hPIMCアルゴリズムは、古典的コンピュータ上でのファインマン・ヴァーノンの影響関数を用いた散逸を正確にシミュレーションすることにより、高次元システム研究のための計算ツールとして古典的なPIMCの成功を利用する。 量子コンピュータ上での量子プロパゲータの短時間行列要素の計算により,古典的アルゴリズム上での量子スピードアップを実現する。 本稿では,最近開発された確率Imaginary-Time Evolution (PITE)アルゴリズムを用いて,仮想時間進化の成分を正確に行うことを示し,離散変数表現 (DVR) を用いた運動エネルギー演算子の下でのリアルタイム進化を近似する新しい低深度回路を提案する。 プロトン移動反応の位置-位置熱相関関数を計算して近似の精度を検証した。

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