論文の概要: Non-Adiabatic Quantum Optimization for Crossing Quantum Phase Transitions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.09596v2
- Date: Tue, 16 Jul 2024 15:47:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-17 13:14:33.753884
- Title: Non-Adiabatic Quantum Optimization for Crossing Quantum Phase Transitions
- Title（参考訳）: 交差量子相転移に対する非断熱量子最適化
- Authors: András Grabarits, Federico Balducci, Barry C. Sanders, Adolfo del Campo,
- Abstract要約: 有限時間における量子相転移における量子系の基底状態の最適駆動について考察する。
本稿では,非断熱量子最適化(Non-Adiabatic Quantum Optimization,NAQO)を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We consider the optimal driving of the ground state of a many-body quantum system across a quantum phase transition in finite time. In this context, excitations caused by the breakdown of adiabaticity can be minimized by adjusting the schedule of the control parameter that drives the transition. Drawing inspiration from the Kibble-Zurek mechanism, we characterize the timescale of onset of adiabaticity for several optimal control procedures. Our analysis reveals that schedules relying on local adiabaticity, such as Roland-Cerf's local adiabatic driving and the quantum adiabatic brachistochrone, fail to provide a significant speedup over the adiabatic evolution in the transverse-field Ising and long-range Kitaev models. As an alternative, we introduce a novel framework, Non-Adiabatic Quantum Optimization (NAQO), that, by exploiting the Landau-Zener formula and taking into account the role of higher-excited states, outperforms schedules obtained via both local adiabaticity and state-of-the-art numerical optimization. NAQO is not restricted to exactly solvable models, and we further confirm its superior performance in a disordered non-integrable model.
- Abstract（参考訳）: 有限時間における量子相転移における多体量子系の基底状態の最適駆動について考察する。
この文脈では、遷移を駆動する制御パラメータのスケジュールを調整することにより、断熱による励起を最小化することができる。
Kibble-Zurek 機構からインスピレーションを得た上で,複数の最適制御手順に対する断熱開始の時間スケールを特徴付ける。
解析の結果,ローランド・セルフの局所断熱駆動や量子断熱ブラキストクロネのように局所断熱に依存するスケジュールでは,横場イジングモデルと長距離北エフモデルでは,断熱進化の大幅なスピードアップが得られないことが判明した。
代替として,ランダウ・ツェナーの公式を利用して高励起状態の役割を考慮した非断熱量子最適化(Non-Adiabatic Quantum Optimization,NAQO)を提案する。
NAQOは、正確に解けるモデルに限らず、混乱した非可積分モデルにおいて、その優れた性能をさらに確認する。
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