論文の概要: Ancillary entangling Floquet kicks for accelerating quantum algorithms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.13345v1
• Date: Fri, 23 Aug 2024 19:40:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-27 19:59:01.971676
• Title: Ancillary entangling Floquet kicks for accelerating quantum algorithms
• Title（参考訳）: 量子アルゴリズムの高速化のためのアンシラリーエンタングリングフロケットキック
• Authors: C. -C. Joseph Wang, Phillip C. Lotshaw, Titus Morris, Vicente Leyton-Ortega, Daniel Claudino, Travis S. Humble,
• Abstract要約: 我々は、一次系量子ビットとアシラリー量子ビットを絡めるデジタル多ビットゲートを用いて量子シミュレーションを高速化する。 単純だが非自明な短距離無限長距離逆場イジングモデルと、量子ビット符号化後の水素分子モデルに対して、解法時間の改善を100%に示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.21990652930491855
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum simulation with adiabatic annealing can provide insight into difficult problems that are impossible to study with classical computers. However, it deteriorates when the systems scale up due to the shrinkage of the excitation gap and thus places an annealing rate bottleneck for high success probability. Here, we accelerate quantum simulation using digital multi-qubit gates that entangle primary system qubits with the ancillary qubits. The practical benefits originate from tuning the ancillary gauge degrees of freedom to enhance the quantum algorithm's original functionality in the system subspace. For simple but nontrivial short-ranged, infinite long-ranged transverse-field Ising models, and the hydrogen molecule model after qubit encoding, we show improvement in the time to solution by one hundred percent but with higher accuracy through exact state-vector numerical simulation in a digital-analog setting. The findings are further supported by time-averaged Hamiltonian theory.
• Abstract（参考訳）: 断熱アニーリングを用いた量子シミュレーションは、古典的コンピュータでは研究できない難しい問題に対する洞察を与えることができる。 しかし、励起ギャップの縮小により系が大きくなると劣化し、高い成功確率のアニール速度ボトルネックが生じる。 ここでは、一次系量子ビットをアシラリー量子ビットに絡めるデジタルマルチキュービットゲートを用いて量子シミュレーションを高速化する。 現実的な利点は、システム部分空間における量子アルゴリズムの本来の機能を強化するために、自由度を調整することに由来する。 単純で非自明な短距離、無限長距離の逆場イジングモデルと、量子ビット符号化後の水素分子モデルに対して、ディジタル・アナログ・セッティングにおける正確な状態ベクトル数値シミュレーションにより、解法時間の改善を100%かつ高精度に示す。 この発見は、平均的なハミルトン理論によってさらに支持されている。

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