論文の概要: Shadow Hamiltonian Simulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.21775v2
• Date: Thu, 20 Feb 2025 22:30:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-24 23:09:35.746577
• Title: Shadow Hamiltonian Simulation
• Title（参考訳）: シャドウ・ハミルトンシミュレーション
• Authors: Rolando D. Somma, Robbie King, Robin Kothari, Thomas O'Brien, Ryan Babbush,
• Abstract要約: 我々は、シャドウ状態と呼ぶ圧縮量子状態を使用する量子シミュレーションに対して、異なる新しいアプローチを示す」。 この影状態の振幅は、特定の作用素の特定の集合の時間依存的な期待に比例する。 この進化は、広い条件下で量子コンピュータ上で効率的にシミュレートすることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.420194426996621
• License:
• Abstract: Simulating quantum dynamics is one of the most important applications of quantum computers. Traditional approaches for quantum simulation involve preparing the full evolved state of the system and then measuring some physical quantity. Here, we present a different and novel approach to quantum simulation that uses a compressed quantum state that we call the ``shadow state''. The amplitudes of this shadow state are proportional to the time-dependent expectations of a specific set of operators of interest, and it evolves according to its own Schr\"odinger equation. This evolution can be simulated on a quantum computer efficiently under broad conditions. Applications of this approach to quantum simulation problems include simulating the dynamics of exponentially large systems of free fermions or free bosons, the latter example recovering a recent algorithm for simulating exponentially many classical harmonic oscillators. These simulations are hard for classical methods and also for traditional quantum approaches, as preparing the full states would require exponential resources. Shadow Hamiltonian simulation can also be extended to simulate expectations of more complex operators such as two-time correlators or Green's functions, and to study the evolution of operators themselves in the Heisenberg picture.
• 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重要な応用の1つである。 従来の量子シミュレーションのアプローチでは、システムの完全な進化状態を準備し、いくつかの物理量を測定する。 ここでは、'shadow state'と呼ばれる圧縮量子状態を用いる量子シミュレーションに対して、異なる新しいアプローチを示す。 このシャドウ状態の振幅は、特定の興味のある作用素の時間依存的な期待に比例し、独自のシュリンガー方程式に従って進化する。 この進化は、広い条件下で量子コンピュータ上で効率的にシミュレートすることができる。 量子シミュレーション問題へのこのアプローチの適用には、指数関数的に大きなフェルミオンや自由ボソンの力学をシミュレートすることや、指数関数的に多くの古典的高調波発振器をシミュレートする最近のアルゴリズムを復元する後者の例が含まれる。 これらのシミュレーションは古典的手法や従来の量子的手法では困難であり、完全な状態を作るには指数的な資源を必要とする。 シャドウ・ハミルトンシミュレーションは、双時間コレレータやグリーン函数などのより複雑な作用素の期待をシミュレートし、ハイゼンベルク図形の作用素自体の進化を研究するために拡張することもできる。

関連論文リスト

• Simulating open quantum systems with giant atoms [0.0]
  我々は、巨大原子、すなわち原子(おそらく人工)に基づくオープン量子多体系のシミュレータを導入する。 まず、2つの巨大原子からなるシミュレータが2つの結合量子ビットの力学をシミュレートできることを示す。 巨大原子に影響を及ぼす雑音に対するこれらのシミュレーション結果の頑健さを実証および解析した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-19T16:31:42Z)
• Digital Quantum Simulations of Hong-Ou-Mandel Interference [0.26813152817733554]
  本稿では,デジタル量子シミュレーションによるボゾン系,ビームスプリッタのシミュレーションについて論じる。 香港・奥羽・マンデル干渉実験を模擬し,ビームスプリッタの動作を模倣する量子回路の検証を行った。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-27T14:05:34Z)
• Coherent-State Ladder Time-Dependent Variational Principle for Open Quantum Systems [0.0]
  相互作用するボゾン系の力学シミュレーションのための新しいパラダイムを提案する。 この方法は、光子付加コヒーレント状態の重畳という観点から、$n$-ボソン密度行列の変分アンザッツに依存する。 本手法をいくつかの例で検証し,相互作用するボゾン系と猫量子ビットの予測シミュレーションへの応用を実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-23T18:00:00Z)
• Seeking a quantum advantage with trapped-ion quantum simulations of condensed-phase chemical dynamics [3.2692763046599502]
  トラップイオン量子系は、化学力学のアナログ量子シミュレーションの基盤として機能する。 これらのシミュレーションの「量子優位性」を特定するためには、ノイズの多いハードウェア上のアナログ量子シミュレーションと古典デジタルアルゴリズムの両方の性能解析が必要である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-04T21:16:35Z)
• Quantum emulation of the transient dynamics in the multistate Landau-Zener model [50.591267188664666]
  本研究では,Landau-Zenerモデルにおける過渡ダイナミクスを,Landau-Zener速度の関数として検討する。 我々の実験は、工学的なボソニックモードスペクトルに結合した量子ビットを用いたより複雑なシミュレーションの道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-26T15:04:11Z)
• Probing finite-temperature observables in quantum simulators of spin systems with short-time dynamics [62.997667081978825]
  ジャジンスキー等式から動機付けられたアルゴリズムを用いて, 有限温度可観測体がどのように得られるかを示す。 長範囲の逆場イジングモデルにおける有限温度相転移は、捕捉されたイオン量子シミュレータで特徴づけられることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-03T18:00:02Z)
• Recompilation-enhanced simulation of electron-phonon dynamics on IBM Quantum computers [62.997667081978825]
  小型電子フォノン系のゲートベース量子シミュレーションにおける絶対的資源コストについて考察する。 我々は、弱い電子-フォノン結合と強い電子-フォノン結合の両方のためのIBM量子ハードウェアの実験を行う。 デバイスノイズは大きいが、近似回路再コンパイルを用いることで、正確な対角化に匹敵する電流量子コンピュータ上で電子フォノンダイナミクスを得る。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-16T19:00:00Z)
• Fixed Depth Hamiltonian Simulation via Cartan Decomposition [59.20417091220753]
  時間に依存しない深さの量子回路を生成するための構成的アルゴリズムを提案する。 一次元横フィールドXYモデルにおけるアンダーソン局在化を含む、モデルの特殊クラスに対するアルゴリズムを強調する。 幅広いスピンモデルとフェルミオンモデルに対して正確な回路を提供するのに加えて、我々のアルゴリズムは最適なハミルトニアンシミュレーションに関する幅広い解析的および数値的な洞察を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-01T19:06:00Z)
• Quantum Markov Chain Monte Carlo with Digital Dissipative Dynamics on Quantum Computers [52.77024349608834]
  少数のアンシラ量子ビットを用いて環境との相互作用をシミュレートするデジタル量子アルゴリズムを開発した。 逆イジングモデルの熱状態のシミュレーションによるアルゴリズムの評価を行った。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-04T18:21:00Z)
• Scalable Hamiltonian learning for large-scale out-of-equilibrium quantum dynamics [0.0]
  平衡外量子系におけるハミルトントモグラフィーのためのニューラルネットワークに基づくスケーラブルなアルゴリズムを提案する。 具体的には,任意の大きさの準1次元ボゾン系のハミルトニアンを再構成可能であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-01T19:00:15Z)
• State preparation and measurement in a quantum simulation of the O(3) sigma model [65.01359242860215]
  我々は,非線型O(3)シグマモデルの固定点が,格子サイトあたり2キュービットしか持たないスピンモデルの量子相転移付近で再現可能であることを示す。 本稿では,弱い結合状態と量子臨界状態の両方において,断熱的基底状態の準備が複雑になる結果を得るためにトロッター法を適用した。 非単位ランダム化シミュレーション法に基づく量子アルゴリズムの提案と解析を行う。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-28T23:44:12Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。