論文の概要: Dissipative variational quantum algorithms for Gibbs state preparation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.09635v1
• Date: Fri, 12 Jul 2024 18:48:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-16 21:28:05.289113
• Title: Dissipative variational quantum algorithms for Gibbs state preparation
• Title（参考訳）: Gibbs状態生成のための散逸変動量子アルゴリズム
• Authors: Yigal Ilin, Itai Arad,
• Abstract要約: 本稿では、変分量子回路の本質的な部分として、qubit RESETやゲートなどの散逸演算を組み込むことにより、散逸型変分量子アルゴリズム(D-VQA)を導入する。 このようなアルゴリズムは、広範囲の量子多体ハミルトンと温度でギブス状態を作ることができ、コヒーレントノイズと非コヒーレントノイズの両方による誤差を著しく低減することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In recent years, variational quantum algorithms (VQAs) have gained significant attention due to their adaptability and efficiency on near-term quantum hardware. They have shown potential in a variety of tasks, including linear algebra, search problems, Gibbs and ground state preparation. Nevertheless, the presence of noise in current day quantum hardware, severely limits their performance. In this work, we introduce dissipative variational quantum algorithms (D-VQAs) by incorporating dissipative operations, such as qubit RESET and stochastic gates, as an intrinsic part of a variational quantum circuit. We argue that such dissipative variational algorithms posses some natural resilience to dissipative noise. We demonstrate how such algorithms can prepare Gibbs states over a wide range of quantum many-body Hamiltonians and temperatures, while significantly reducing errors due to both coherent and non-coherent noise. An additional advantage of our approach is that no ancilla qubits are need. Our results highlight the potential of D-VQAs to enhance the robustness and accuracy of variational quantum computations on NISQ devices.
• Abstract（参考訳）: 近年、変動量子アルゴリズム(VQA)は、短期量子ハードウェアへの適応性と効率性から注目されている。 彼らは線形代数、探索問題、ギブズ、基底状態の準備を含む様々なタスクにポテンシャルを示してきた。 それでも、現在の量子ハードウェアにおけるノイズの存在は、その性能を著しく制限している。 本研究では、変分量子回路の本質的な部分として、qubit RESETや確率ゲートなどの散逸演算を組み込むことにより、散逸変動量子アルゴリズム(D-VQA)を導入する。 このような散逸的変分アルゴリズムは、散逸的雑音に対して自然な弾力性を持つと主張する。 このようなアルゴリズムは、広範囲の量子多体ハミルトンと温度でギブス状態を作ることができ、コヒーレントノイズと非コヒーレントノイズの両方による誤差を著しく低減することができる。 このアプローチのもう1つの利点は、アンシラキュービットが不要であることです。 我々は,NISQデバイス上での変動量子計算の堅牢性と精度を高めるため,D-VQAの可能性を強調した。

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