論文の概要: Quantum-Trajectory-Inspired Lindbladian Simulation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.10505v1
- Date: Tue, 20 Aug 2024 03:08:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-21 15:24:37.122633
- Title: Quantum-Trajectory-Inspired Lindbladian Simulation
- Title（参考訳）: 量子軌道インスパイアされたリンドブレディアンシミュレーション
- Authors: Sirui Peng, Xiaoming Sun, Qi Zhao, Hongyi Zhou,
- Abstract要約: リンドブラディアンズが支配するオープン量子系の力学をシミュレーションする2つの量子アルゴリズムを提案する。
最初のアルゴリズムはジャンプ演算子数とは無関係にゲート複雑性を達成し、$m$は効率を大幅に向上させる。
第二のアルゴリズムは進化時間$t$と精度$epsilon$にほぼ最適に依存し、追加の$tildeO(m)$ factorを導入する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.006625290843187
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Simulating the dynamics of open quantum systems is a crucial task in quantum computing, offering wide-ranging applications but remaining computationally challenging. In this paper, we propose two quantum algorithms for simulating the dynamics of open quantum systems governed by Lindbladians. We introduce a new approximation channel for short-time evolution, inspired by the quantum trajectory method, which underpins the efficiency of our algorithms. The first algorithm achieves a gate complexity independent of the number of jump operators, $m$, marking a significant improvement in efficiency. The second algorithm achieves near-optimal dependence on the evolution time $t$ and precision $\epsilon$ and introduces only an additional $\tilde{O}(m)$ factor, which strictly improves upon state-of-the-art gate-based quantum algorithm that has an $\tilde O(m^2)$ factor. In both our algorithms, the reduction of dependence on $m$ significantly enhances the efficiency of simulating practical dissipative processes characterized by a large number of jump operators.
- Abstract（参考訳）: オープン量子システムの力学をシミュレーションすることは、量子コンピューティングにおいて重要な課題であり、広範囲のアプリケーションを提供するが、計算的に困難である。
本稿では,リンドブラディアンズが支配するオープン量子系の力学をシミュレーションする2つの量子アルゴリズムを提案する。
我々は,我々のアルゴリズムの効率を裏付ける量子軌道法にインスパイアされた,短時間進化のための新しい近似チャネルを導入する。
最初のアルゴリズムはジャンプ演算子数とは無関係にゲート複雑性を達成し、$m$は効率を大幅に向上させる。
第2のアルゴリズムは進化時間$t$と精度$\epsilon$にほぼ最適に依存し、さらに$\tilde{O}(m)$ factorのみを導入し、$\tilde O(m^2)$ factorを持つ最先端のゲートベース量子アルゴリズムを厳密に改善する。
どちらのアルゴリズムも、$m$への依存の低減は、多数のジャンプ演算子によって特徴づけられる実用的な散逸過程をシミュレートする効率を著しく向上させる。
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