論文の概要: Sequency Hierarchy Truncation (SeqHT) for Adiabatic State Preparation and Time Evolution in Quantum Simulations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.13835v1
- Date: Thu, 18 Jul 2024 18:08:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-22 21:29:41.806572
- Title: Sequency Hierarchy Truncation (SeqHT) for Adiabatic State Preparation and Time Evolution in Quantum Simulations
- Title（参考訳）: 量子シミュレーションにおける断熱的状態形成と時間進化のためのシークエンス階層トランケーション(SeqHT)
- Authors: Zhiyao Li, Dorota M. Grabowska, Martin J. Savage,
- Abstract要約: 本稿では、量子シミュレーションにおける状態準備と時間発展に必要なリソースを削減するために、SeqHT(Sequency Hierarchy Truncation)方式を提案する。
これまで検討したシステムでは、周波数障害波動関数で計算されたオブザーバブルは、カットオフシークエンスの増加とともに、その正確な値に段階的に収束することが判明した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.11704154007740833
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce the Sequency Hierarchy Truncation (SeqHT) scheme for reducing the resources required for state preparation and time evolution in quantum simulations, based upon a truncation in sequency. For the $\lambda\phi^4$ interaction in scalar field theory, or any interaction with a polynomial expansion, upper bounds on the contributions of operators of a given sequency are derived. For the systems we have examined, observables computed in sequency-truncated wavefunctions, including quantum correlations as measured by magic, are found to step-wise converge to their exact values with increasing cutoff sequency. The utility of SeqHT is demonstrated in the adiabatic state preparation of the $\lambda\phi^4$ anharmonic oscillator ground state using IBM's quantum computer ${\textit ibm\_sherbrooke}$. Using SeqHT, the depth of the required quantum circuits is reduced by $\sim 30\%$, leading to significantly improved determinations of observables in the quantum simulations. More generally, SeqHT is expected to lead to a reduction in required resources for quantum simulations of systems with a hierarchy of length scales.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,量子シミュレーションにおける状態準備と時間発展に必要な資源を減らし,逐次的乱れに基づくシークエンス階層トラニケーション(SeqHT)方式を提案する。
スカラー場理論における$\lambda\phi^4$相互作用や多項式展開との相互作用について、与えられた順序の作用素の寄与に関する上限が導出される。
そこで,本研究では, 量子相関を魔法で測定し, カットオフ周波数を増大させて, 正確な値に段階的に収束することが確認された。
SeqHT の効用は、IBM の量子コンピュータ ${\textit ibm\_sherbrooke}$ を用いて、$\lambda\phi^4$ 無調波発振器基底状態の断熱状態の準備で実証される。
SeqHTを用いることで、必要な量子回路の深さを$\sim 30\%$に減らし、量子シミュレーションにおける可観測物の決定を著しく改善する。
より一般的には、SeqHTは長さスケールの階層を持つシステムの量子シミュレーションに必要なリソースを減らすことが期待されている。
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