論文の概要: Error Interference in Quantum Simulation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.03255v2
- Date: Fri, 08 Nov 2024 08:20:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-11 11:36:01.779774
- Title: Error Interference in Quantum Simulation
- Title（参考訳）: 量子シミュレーションにおけるエラー干渉
- Authors: Boyang Chen, Jue Xu, Qi Zhao, Xiao Yuan,
- Abstract要約: 本稿では,複数セグメントの時間的アルゴリズム誤差を直接推定する新しい手法を提案する。
我々は、厳密な誤差干渉のための十分かつ必要な条件を特定し、近似誤差干渉の概念を導入する。
我々の研究は、以前のものよりも大幅に改善され、量子シミュレーションにおけるエラー解析のための新たな道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.119306277142051
- License:
- Abstract: Understanding algorithmic error accumulation in quantum simulation is crucial due to its fundamental significance and practical applications in simulating quantum many-body system dynamics. Conventional theories typically apply the triangle inequality to provide an upper bound for the error. However, these often yield overly conservative and inaccurate estimates as they neglect error interference -- a phenomenon where errors in different segments can destructively interfere. Here, we introduce a novel method that directly estimates the long-time algorithmic errors with multiple segments, thereby establishing a comprehensive framework for characterizing algorithmic error interference. We identify the sufficient and necessary condition for strict error interference and introduce the concept of approximate error interference, which is more broadly applicable to scenarios such as power-law interaction models, the Fermi-Hubbard model, and higher-order Trotter formulas. Our work demonstrates significant improvements over prior ones and opens new avenues for error analysis in quantum simulation, offering potential advancements in both theoretical algorithm design and experimental implementation of Hamiltonian simulation.
- Abstract（参考訳）: 量子シミュレーションにおけるアルゴリズムエラーの蓄積を理解することは、その基本的な重要性と量子多体系の力学をシミュレートする実践的応用のために重要である。
従来の理論では、一般的に三角形の不等式を誤差の上限を与えるために適用する。
しかし、これらは過度に保守的で不正確な見積もりをもたらし、エラーの干渉を無視する。
本稿では,複数セグメントでリアルタイムにアルゴリズムエラーを推定する手法を提案する。
我々は、厳密なエラー干渉のための十分かつ必要な条件を特定し、より広範に適用可能な、停電相互作用モデル、Fermi-Hubbardモデル、高階トロッター公式などのシナリオに適用可能な近似誤差干渉の概念を導入する。
本研究は, 量子シミュレーションにおける誤り解析への新たな道を開き, 理論的アルゴリズム設計とハミルトンシミュレーションの実験的実装の両面での潜在的な進歩を提供する。
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