論文の概要: Modulated time evolution for efficient variational ground-state preparation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.03251v2
- Date: Mon, 25 Nov 2024 14:51:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-26 14:15:01.807467
- Title: Modulated time evolution for efficient variational ground-state preparation
- Title（参考訳）: 効率的な変分基底状態生成のための時間変化の変調
- Authors: Zekun He, A. F. Kemper, J. K. Freericks,
- Abstract要約: 実装が容易で、複雑な反断熱的ハミルトン派や、システムのエネルギーギャップに関する事前の知識を必要としない。
時間進化がさらにトロッター化され、スピンスピン結合項と磁場項を別の因子に分離すると、構造上は量子近似最適化アルゴリズム(QAOA)と同一となる。
QAOAと比較すると、変調された時間進化はしばしば、少ないレイヤ(時間ステップ)で同じレベルのパフォーマンスを達成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3500606062315213
- License:
- Abstract: Adiabatic state preparation aims to prepare the ground state of a target Hamiltonian starting from the easily prepared ground state of an initial Hamiltonian. While effective for time-dependent Hamiltonians with a significant energy gap to the first coupled excited state, this process becomes exceedingly slow as the gap becomes small. To accelerate it, we allow controlled diabatic excitations during the evolution and optimize the path to remove those excitations at the end of the evolution. This is done via a modulated time evolution (dynamically scaling the Hamiltonian) in addition to a field similar to the one used in local adiabatic time evolution, with the target to optimize the final energy of the unscaled Hamiltonian. This method is easy to implement and requires no complex counter-diabatic Hamiltonians and no prior knowledge of the system's energy gap. When the time evolution is further Trotterized, separating the spin-spin coupling terms and the magnetic-field terms into distinct factors, it becomes identical in structure to the quantum approximate optimization algorithm (QAOA). Compared to QAOA, the modulated time evolution often achieves the same level of performance with fewer layers (time steps).
- Abstract（参考訳）: 断熱状態の準備は、初期ハミルトニアンが容易に準備された基底状態から始まる標的ハミルトニアンの基底状態を作成することを目的としている。
第1結合励起状態に対する大きなエネルギーギャップを持つ時間依存ハミルトニアンに対して有効であるが、この過程はギャップが小さくなるにつれて極端に遅くなる。
これを加速するために、進化の過程で制御されたダイアバティック励起を許容し、進化の終わりにこれらの励起を除去するための経路を最適化する。
これは、局所的な断熱時間発展で使用されるのと同様の場に加えて、変調時間進化(ハミルトンを動的にスケーリングする)を通じて行われ、未スケールのハミルトンの最終的なエネルギーを最適化する目的がある。
この方法は実装が容易で、複雑な反断熱的ハミルトン派や、システムのエネルギーギャップに関する事前の知識を必要としない。
時間進化がさらにトロッター化され、スピンスピン結合項と磁場項を別の因子に分離すると、構造上は量子近似最適化アルゴリズム(QAOA)と同一となる。
QAOAと比較すると、変調された時間進化はしばしば、少ないレイヤ(時間ステップ)で同じレベルのパフォーマンスを達成する。
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