論文の概要: Characterization and thermometry of dissapatively stabilized steady states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.00911v2
- Date: Fri, 6 Sep 2024 19:16:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-11 02:11:38.451968
- Title: Characterization and thermometry of dissapatively stabilized steady states
- Title（参考訳）: 分散安定状態のキャラクタリゼーションと温度測定
- Authors: George Grattan, Alek M. Liguori-Schremp, David. Rodríguez Pérez, Peter Graf, Wes Jones, Eliot Kapit,
- Abstract要約: 雑音量子アルゴリズムにおける散逸安定化定常状態の特性について検討する。
熱分布としてよく近似できる範囲について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: In this work we study the properties of dissipatively stabilized steady states of noisy quantum algorithms, exploring the extent to which they can be well approximated as thermal distributions, and proposing methods to extract the effective temperature T. We study an algorithm called the Relaxational Quantum Eigensolver (RQE), which is one of a family of algorithms that attempt to find ground states and balance error in noisy quantum devices. In RQE, we weakly couple a second register of auxiliary "shadow" qubits to the primary system in Trotterized evolution, thus engineering an approximate zero-temperature bath by periodically resetting the auxiliary qubits during the algorithm's runtime. Balancing the infinite temperature bath of random gate error, RQE returns states with an average energy equal to a constant fraction of the ground state. We probe the steady states of this algorithm for a range of base error rates, using several methods for estimating both T and deviations from thermal behavior. In particular, we both confirm that the steady states of these systems are often well-approximated by thermal distributions, and show that the same resources used for cooling can be adopted for thermometry, yielding a fairly reliable measure of the temperature. These methods could be readily implemented in near-term quantum hardware, and for stabilizing and probing Hamiltonians where simulating approximate thermal states is hard for classical computers.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,ノイズ量子アルゴリズムにおける基底状態と平衡誤差の発見を目的としたアルゴリズムのファミリーの一つであるRelaxational Quantum Eigensolver (RQE) と呼ばれるアルゴリズムについて検討し,その特性について検討する。
RQEでは、二次量子ビットの2番目のレジスタをトロタライズド進化において一次系に弱結合し、アルゴリズムの実行中に補助量子ビットを周期的にリセットすることで、近似ゼロ温度バスを設計する。
ランダムゲート誤差の無限温度浴のバランスをとると、RQEは基底状態の定数分に相当する平均エネルギーで状態を返す。
熱的挙動からTと偏差を推定するためのいくつかの手法を用いて, このアルゴリズムの定常状態について検討する。
特に, これらの系の定常状態は熱分布によってよく近似されることが確認され, 冷却に使用する同じ資源を熱測定に利用でき, 温度の信頼性の高い測定値が得られることを示す。
これらの手法は、短期量子ハードウェアで容易に実装することができ、古典的なコンピュータでは近似熱状態のシミュレーションが困難であるハミルトニアンの安定化と探索が可能である。
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