論文の概要: Lower bound for simulation cost of open quantum systems: Lipschitz continuity approach

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.15357v2
• Date: Thu, 8 Aug 2024 21:37:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-12 18:09:10.921608
• Title: Lower bound for simulation cost of open quantum systems: Lipschitz continuity approach
• Title（参考訳）: 開量子系のシミュレーションコストのローバウンド:リプシッツ連続性アプローチ
• Authors: Zhiyan Ding, Marius Junge, Philipp Schleich, Peixue Wu,
• Abstract要約: 量子マルコフ半群の広いクラスをシミュレートするための下界を計算するための一般的な枠組みを提案する。 我々のフレームワークは、ユニタリおよび非ユニタリ量子力学の両方に適用できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.193557673127421
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Simulating quantum dynamics is one of the most promising applications of quantum computers. While the upper bound of the simulation cost has been extensively studied through various quantum algorithms, much less work has focused on establishing the lower bound, particularly for the simulation of open quantum system dynamics. In this work, we present a general framework to calculate the lower bound for simulating a broad class of quantum Markov semigroups. Given a fixed accessible unitary set, we introduce the concept of convexified circuit depth to quantify the quantum simulation cost and analyze the necessary circuit depth to construct a quantum simulation scheme that achieves a specific order. Our framework can be applied to both unital and non-unital quantum dynamics, and the tightness of our lower bound technique is illustrated by showing that the upper and lower bounds coincide in several examples.
• Abstract（参考訳）: 量子力学のシミュレーションは、量子コンピュータの最も有望な応用の1つである。 シミュレーションコストの上限は、様々な量子アルゴリズムを通して広範囲に研究されているが、特にオープン量子系の力学のシミュレーションにおいて、より低い境界を確立することに重点を置いている研究は少ない。 本研究では、幅広い量子マルコフ半群のクラスをシミュレートするための下界を計算するための一般的な枠組みを示す。 固定された一元集合が与えられた場合、量子シミュレーションコストを定量化するための凸回路深さの概念を導入し、必要な回路深さを分析し、特定の順序を達成する量子シミュレーションスキームを構築する。 我々のフレームワークは、単体および非単体量子力学の両方に適用でき、上界と下界がいくつかの例で一致することを示すことによって、下界技術の厳密性を示す。

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