論文の概要: Digital Quantum Simulation of Reaction-Diffusion Systems on Lattice

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.10645v1
• Date: Sat, 15 Jun 2024 14:22:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-18 23:23:59.291391
• Title: Digital Quantum Simulation of Reaction-Diffusion Systems on Lattice
• Title（参考訳）: 格子上の反応拡散系のディジタル量子シミュレーション
• Authors: Louie Hong Yao,
• Abstract要約: ディジタル量子コンピュータ上での反応拡散系の量子シミュレーションについて検討する。 我々は、確率分布を直接シミュレートするために、トロタライズと確率的想像時間進化(PITE)を用いる。 このアプローチは,単純な単一格子サイト生成消滅プロセスから,能動吸収相転移を特徴とするシステムまで,4つの多種多様な例を通して説明する。
• 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 quantum computer offers significant advantages in simulating physical systems, particularly those with exponentially large state spaces, such as quantum systems. Stochastic reaction-diffusion systems, characterized by their stochastic nature, also exhibit exponential growth in the dimension of the state space, posing challenges for simulation at a probability distribution level. We explore the quantum simulation of stochastic reaction-diffusion systems on a digital quantum computer, directly simulating the system at the master equation level. Leveraging a spin representation of the system, we employ Trotterization and probabilistic imaginary time evolution (PITE) to simulate the probability distribution directly. We illustrate this approach through four diverse examples, ranging from simple single-lattice site generation-annihilation processes to a system featuring active-absorbing phase transition.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは物理系、特に量子系のような指数関数的に大きな状態空間を持つ系のシミュレーションにおいて大きな利点をもたらす。 確率的反応拡散系は、その確率的性質を特徴とし、状態空間の次元の指数関数的な成長を示し、確率分布レベルでのシミュレーションの課題を提起する。 本稿では,デジタル量子コンピュータ上での確率的反応拡散系の量子シミュレーションについて検討する。 システムのスピン表現を利用して、確率分布を直接シミュレートするために、トロタライズと確率的想像時間進化(PITE)を用いる。 このアプローチは,単純な単一格子サイト生成消滅プロセスから,能動吸収相転移を特徴とするシステムまで,4つの多種多様な例を通して説明する。

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