論文の概要: Disentangling unitary dynamics with classically simulable quantum circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.09001v1
- Date: Fri, 11 Oct 2024 17:18:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-10-30 20:36:41.682447
- Title: Disentangling unitary dynamics with classically simulable quantum circuits
- Title（参考訳）: 古典的にシミュレート可能な量子回路を用いたユニタリダイナミクスの分離
- Authors: Gerald E. Fux, Benjamin Béri, Rosario Fazio, Emanuele Tirrito,
- Abstract要約: 我々は量子回路とハミルトン力学の両方を研究する。
パウリ作用素の期待は、深いクリフォード回路でも効率的にシミュレートできる。
ハミルトニアン力学では、古典的なシミュレーションが一般化して非効率になる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We explore to which extent it is possible to construct efficient classical simulation of quantum many body systems using a combination of tensor network methods and the stabilizer formalism. For this we study both quantum circuit and Hamiltonian dynamics. We find that expectations of Pauli operators can be simulated efficiently even for deep Clifford circuits doped with T-gates or more general phase gates, provided the number of non-Clifford gates is smaller or approximately equal to the system size. This is despite the fact that the resulting states exhibit both extensive entanglement and extensive nonstabilizerness. For the Hamiltonian dynamics we find that the classical simulation generically quickly becomes inefficient, but suggest the use of matchgate circuits alongside tensor networks for the efficient simulation of many-body quantum systems near free-fermion integrability.
- Abstract（参考訳）: テンソルネットワーク法と安定化器フォーマリズムを組み合わせて量子多体系の効率的な古典的シミュレーションを構築することができるかを検討する。
このために、量子回路とハミルトン力学の両方を研究する。
Tゲートあるいはより一般的な位相ゲートをドープしたディープクリフォード回路であっても、パウリ作用素の期待は効率的にシミュレートできる。
これは、結果として生じる状態が広範な絡み合いと広範な非安定性の両方を示すという事実にもかかわらずである。
ハミルトニアン力学では、古典的なシミュレーションは急速に非効率になるが、テンソルネットワークと共にマッチゲート回路を用いることで、自由フェルミオン積分性に近い多体量子系の効率的なシミュレーションが提案される。
関連論文リスト
- Dynamical simulations of many-body quantum chaos on a quantum computer [3.731709137507907]
本稿では,二元一元回路として知られる最大カオス回路のクラスについて検討する。
91量子ビットの超伝導量子プロセッサは、これらの相関子を正確にシミュレートできることを示す。
次に、回路を二重ユニタリ点から遠ざけることによって、正確な検証以上のダイナミクスを探索する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-01T17:57:13Z) - Fourier Neural Operators for Learning Dynamics in Quantum Spin Systems [77.88054335119074]
ランダム量子スピン系の進化をモデル化するためにFNOを用いる。
量子波動関数全体の2n$の代わりに、コンパクトなハミルトン観測可能集合にFNOを適用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-05T07:18:09Z) - Efficient Learning for Linear Properties of Bounded-Gate Quantum Circuits [63.733312560668274]
d可変RZゲートとG-dクリフォードゲートを含む量子回路を与えられた場合、学習者は純粋に古典的な推論を行い、その線形特性を効率的に予測できるだろうか?
我々は、d で線形にスケーリングするサンプルの複雑さが、小さな予測誤差を達成するのに十分であり、対応する計算の複雑さは d で指数関数的にスケールすることを証明する。
我々は,予測誤差と計算複雑性をトレードオフできるカーネルベースの学習モデルを考案し,多くの実践的な環境で指数関数からスケーリングへ移行した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-22T08:21:28Z) - Scalable simulation of non-equilibrium quantum dynamics via classically optimised unitary circuits [0.0]
量子時間進化演算子を近似するために,一元的ブロックウォール回路を最適化する方法を示す。
様々な3体ハミルトニアンに対して、我々の手法は、その精度と量子回路の深さの両方でトロタライズを上回る量子回路を生成する。
また、量子デバイスとブロックウォール回路近似の組み合わせ誤差を最小限に抑える最適な時間ステップを選択する方法についても説明する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-21T19:00:35Z) - Partitioning Quantum Chemistry Simulations with Clifford Circuits [1.0286890995028481]
現在の量子コンピューティングハードウェアは、少数でノイズの多い量子ビットの可用性によって制限されている。
量子回路の枠組みに留まりながら,古典的および近古典的処理の限界について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-02T13:05:19Z) - Quantum emulation of the transient dynamics in the multistate
Landau-Zener model [50.591267188664666]
本研究では,Landau-Zenerモデルにおける過渡ダイナミクスを,Landau-Zener速度の関数として検討する。
我々の実験は、工学的なボソニックモードスペクトルに結合した量子ビットを用いたより複雑なシミュレーションの道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-26T15:04:11Z) - Classical circuits can simulate quantum aspects [0.0]
本研究では,電気ネットワークを用いた量子システムのシミュレーション手法を提案する。
相互作用ネットワークを合成することにより、2-$state から$n-$state まで、様々な複雑さの量子システムを正確にシミュレートする。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-19T18:42:06Z) - A single $T$-gate makes distribution learning hard [56.045224655472865]
この研究は、局所量子回路の出力分布の学習可能性に関する広範な評価を提供する。
ハイブリッド量子古典アルゴリズムを含む多種多様な学習アルゴリズムにおいて、深度$d=omega(log(n))$ Clifford回路に関連する生成的モデリング問題さえも困難であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-07T08:04:15Z) - Absolutely Stable Spatiotemporal Order in Noisy Quantum Systems [0.0]
単元的あるいは散逸的摂動に対して、無限に長寿命な離散次数を示す非単元的量子力学のモデルを導入する。
クリフォード回路の2次元数値シミュレーションを用いて,この主張を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-03T19:52:15Z) - 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) - Efficient classical simulation of random shallow 2D quantum circuits [104.50546079040298]
ランダム量子回路は古典的にシミュレートするのは難しいと見なされる。
典型例の近似シミュレーションは, 正確なシミュレーションとほぼ同程度に困難であることを示す。
また、十分に浅いランダム回路はより一般的に効率的にシミュレーション可能であると推測する。
論文 参考訳（メタデータ） (2019-12-31T19:00:00Z)
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。