論文の概要: Gauge-Fixing Quantum Density Operators At Scale
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.03548v1
- Date: Tue, 05 Nov 2024 22:56:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-07 19:22:14.752337
- Title: Gauge-Fixing Quantum Density Operators At Scale
- Title（参考訳）: 大規模量子密度演算子
- Authors: Amit Jamadagni, Eugene Dumitrescu,
- Abstract要約: 非平衡量子系の理論、アルゴリズム、シミュレーションを提供する。
量子密度演算子の表現に関連する仮想自由度を解析的および数値的に検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: We provide theory, algorithms, and simulations of non-equilibrium quantum systems using a one-dimensional (1D) completely-positive (CP), matrix-product (MP) density-operator ($\rho$) representation. By generalizing the matrix product state's orthogonality center, to additionally store positive classical mixture correlations, the MP$\rho$ factorization naturally emerges. In this work we analytically and numerically examine the virtual freedoms associated with the representation of quantum density operators. Using this augmented perspective, we simplify algorithms in certain limits to integrate the canonical form's master equation dynamics. This enables us to quickly evolve under the dynamics of two-body quantum channels without resorting to optimization-based methods. In addition to this technical advance, we also scale-up numerical examples and discuss implications for accurately modeling hardware architectures and predicting their performance. This includes an example of the quantum to classical transition of informationally leaky, i.e., decohering, qubits. In this setting, due to loss from environmental interactions, non-local complex coherence correlations are converted into local and incoherent classical statistical mixture correlations. Lastly, the representation of both global and local correlations is discussed. We expect this work to have applications in additional non-equilibrium settings beyond qubit engineering.
- Abstract（参考訳）: 1次元(1D)完全正(CP)、行列積(MP)密度演算子(\rho$)表現を用いた非平衡量子系の理論、アルゴリズム、シミュレーションを提供する。
行列積状態の直交中心を一般化し、正の古典的混合相関を付加的に保存することにより、MP$\rho$分解が自然に現れる。
本研究では,量子密度演算子の表現に関連する仮想自由度を解析的,数値的に検討する。
この拡張パースペクティブを用いることで、特定の極限におけるアルゴリズムを単純化し、標準形式のマスター方程式力学を統合する。
これにより、最適化に基づく手法を使わずに、2体量子チャネルのダイナミックスの下で急速に進化することが可能になる。
この技術的進歩に加えて、数値的な例をスケールアップし、ハードウェアアーキテクチャを正確にモデル化し、性能を予測することの意味について論じる。
これは情報漏洩、すなわちデコヒーリング、量子ビットの量子から古典への遷移の例を含む。
この環境では、環境相互作用の欠如により、非局所複素コヒーレンス相関は局所的および非コヒーレントな古典的統計混合相関に変換される。
最後に,大域的および局所的な相関関係の表現について論じる。
この作業は、キュービット工学以外の非平衡設定に応用されることを期待しています。
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