論文の概要: Non-unitarity maximizing unraveling of open quantum dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.11690v1
- Date: Tue, 15 Oct 2024 15:25:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-16 14:01:50.894234
- Title: Non-unitarity maximizing unraveling of open quantum dynamics
- Title（参考訳）: 開量子力学の非ユニタリティ最大化解法
- Authors: Ruben Daraban, Fabrizio Salas-Ramírez, Johannes Schachenmayer,
- Abstract要約: 軌道状態における平均的絡み合いを適応的に最小化できる新しい解法を導入する。
ここでは, 量子回路の解法は, 完全行列積密度演算子シミュレーションよりもはるかに効率が良くないことを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: The dynamics of many-body quantum states in open systems is commonly numerically simulated by unraveling the density matrix into pure-state trajectories. In this work, we introduce a new unraveling strategy that can adaptively minimize the averaged entanglement in the trajectory states. This enables a more efficient classical representation of trajectories using matrix product decompositions. Our new approach is denoted non-unitarity maximizing unraveling (NUMU). It relies on the idea that adaptively maximizing the averaged non-unitarity of a set of Kraus operators leads to a more efficient trajectory entanglement destruction. Compared to other adaptive entanglement lowering algorithms, NUMU is computationally inexpensive. We demonstrate its utility in large-scale simulations with random quantum circuits. NUMU lowers runtimes in practical calculations, and it also provides new insight on the question of classical simulability of quantum dynamics. We show that for the quantum circuits considered here, unraveling methods are much less efficient than full matrix product density operator simulations, hinting to a still large potential for finding more advanced adaptive unraveling schemes.
- Abstract（参考訳）: 開系における多体量子状態の力学は、一般に密度行列を純粋状態軌道に解いて数値的にシミュレートされる。
本研究では、軌道状態における平均的絡み合いを適応的に最小化できる新しい解法を導入する。
これにより、行列積分解を用いたトラジェクトリのより効率的な古典的表現が可能になる。
我々の新しいアプローチは、un-unitarity maximizing unraveling (NUMU)である。
これは、クラウス作用素の集合の平均化された非ユニタリ性を適応的に最大化すると、より効率的な軌道の絡み合い破壊につながるという考え方に依存している。
他の適応的絡み合い低減アルゴリズムと比較して、NUMUは計算コストが安い。
ランダム量子回路を用いた大規模シミュレーションにおいて,その実用性を実証する。
NUMUは、現実的な計算においてランタイムを低くし、量子力学の古典的シミュラビリティに関する新たな洞察を提供する。
ここでは、量子回路において、解答法は完全行列積密度演算子シミュレーションよりもはるかに効率が悪く、より高度な適応解答法を見つけるためのまだ大きな可能性を示唆している。
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