論文の概要: Quantum quench dynamics as a shortcut to adiabaticity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.21019v1
- Date: Fri, 31 May 2024 17:07:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-03 13:29:24.345074
- Title: Quantum quench dynamics as a shortcut to adiabaticity
- Title（参考訳）: 断熱への近道としての量子クエンチダイナミクス
- Authors: Alexander Lukin, Benjamin F. Schiffer, Boris Braverman, Sergio H. Cantu, Florian Huber, Alexei Bylinskii, Jesse Amato-Grill, Nishad Maskara, Madelyn Cain, Dominik S. Wild, Rhine Samajdar, Mikhail D. Lukin,
- Abstract要約: 本研究では,クエンチステップを組み込んだ量子アルゴリズムを,変分するアディバティック・タイムスケールに対する対策として開発・テストする。
実験の結果,本手法は断熱アルゴリズムよりも有意に優れていることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 31.114245664719455
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The ability to efficiently prepare ground states of quantum Hamiltonians via adiabatic protocols is typically limited by the smallest energy gap encountered during the quantum evolution. This presents a key obstacle for quantum simulation and realizations of adiabatic quantum algorithms in large systems, particularly when the adiabatic gap vanishes exponentially with system size. Using QuEra's Aquila programmable quantum simulator based on Rydberg atom arrays, we experimentally demonstrate a method to circumvent such limitations. Specifically, we develop and test a "sweep-quench-sweep" quantum algorithm in which the incorporation of a quench step serves as a remedy to the diverging adiabatic timescale. These quenches introduce a macroscopic reconfiguration between states separated by an extensively large Hamming distance, akin to quantum many-body scars. Our experiments show that this approach significantly outperforms the adiabatic algorithm, illustrating that such quantum quench algorithms can provide a shortcut to adiabaticity for large-scale many-body quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 量子ハミルトニアンの基底状態を断熱的プロトコルで効率的に準備する能力は、典型的には量子進化中に遭遇する最小のエネルギーギャップによって制限される。
これは、特に断熱的ギャップがシステムサイズとともに指数関数的に消える場合、大規模システムにおける断熱的量子アルゴリズムの量子シミュレーションと実現にとって重要な障害となる。
ライドバーグ原子配列に基づくQuEraのAquilaプログラマブル量子シミュレータを用いて,そのような制限を回避する手法を実験的に実証した。
具体的には、クエンチステップを組み込んだ「スイープ・クエンチ・スウィープ」量子アルゴリズムを開発し、実験する。
これらのクエンチは、大規模なハミング距離によって分離された状態間のマクロな再構成を導入し、量子多体傷に似ている。
提案手法は, 大規模多体量子システムにおいて, 量子クエンチアルゴリズムが断熱のショートカットを提供することができることを示すため, 断熱アルゴリズムよりも著しく優れていることを示す。
関連論文リスト
- Power Characterization of Noisy Quantum Kernels [52.47151453259434]
一般化誤差が小さい場合でも,量子カーネル法は予測能力に乏しい。
我々は、量子計算にノイズの多い量子カーネル法を用いるために重要な警告を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-31T01:02:16Z) - Feedback-based Quantum Algorithm Inspired by Counterdiabatic Driving [0.32985979395737786]
本稿では,量子リアプノフ制御と反断熱駆動プロトコルのアイデアを用いたプロトコルを提案する。
我々は,1次元量子イジングスピン鎖の基底状態の生成にアルゴリズムを適用した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-27T05:41:32Z) - Hybrid quantum gap estimation algorithm using a filtered time series [0.0]
我々は、古典的な後処理、すなわち、オフライン時系列の長時間フィルタリングが、量子時間進化に必要な回路深さを指数関数的に改善することを証明する。
本手法をハイブリッド量子古典アルゴリズムの構築に適用し,エネルギーギャップを推定する。
我々の発見は、短期的にメモリの優位性を提供するために、非バイアス量子シミュレーションのステージを設定した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-28T18:59:59Z) - Anticipative measurements in hybrid quantum-classical computation [68.8204255655161]
量子計算を古典的な結果によって補う手法を提案する。
予測の利点を生かして、新しいタイプの量子測度がもたらされる。
予測量子測定では、古典計算と量子計算の結果の組み合わせは最後にのみ起こる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-12T15:47:44Z) - Efficient criteria of quantumness for a large system of qubits [58.720142291102135]
大規模部分量子コヒーレント系の基本パラメータの無次元結合について論じる。
解析的および数値計算に基づいて、断熱進化中の量子ビット系に対して、そのような数を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-30T23:50:05Z) - 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) - Noncyclic nonadiabatic holonomic quantum gates via shortcuts to
adiabaticity [5.666193021459319]
本稿では,短絡から断熱までを通した普遍量子システムのための高速でロバストなホロノミック量子ゲートの構築手法を提案する。
この方式は、現在量子計算の実装のために追求されている物理系において容易に実現可能である。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-28T15:23:24Z) - Imaginary Time Propagation on a Quantum Chip [50.591267188664666]
想像時間における進化は、量子多体系の基底状態を見つけるための顕著な技術である。
本稿では,量子コンピュータ上での仮想時間伝搬を実現するアルゴリズムを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-24T12:48:00Z) - Shortcuts to Adiabaticity in Digitized Adiabatic Quantum Computing [3.106630515217536]
反断熱駆動(CD)は、量子多体系を高速化する有望な手段を提供する。
本報告では,CD駆動によるデジタル化アディアバティック量子コンピューティングのパラダイムを,忠実度と総シミュレーション時間の観点から拡張する適用性を示す。
我々は、この提案をIBM量子コンピュータに実装し、ノイズの多い中間スケール量子デバイスにおける断熱量子コンピューティングの高速化にその有用性を証明した。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-08T06:28:32Z) - Boundaries of quantum supremacy via random circuit sampling [69.16452769334367]
Googleの最近の量子超越性実験は、量子コンピューティングがランダムな回路サンプリングという計算タスクを実行する遷移点を示している。
観測された量子ランタイムの利点の制約を、より多くの量子ビットとゲートで検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-05T20:11:53Z)
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。