論文の概要: Double-bracket quantum algorithms for quantum imaginary-time evolution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.04554v1
- Date: Thu, 05 Dec 2024 19:00:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-09 15:55:56.165313
- Title: Double-bracket quantum algorithms for quantum imaginary-time evolution
- Title（参考訳）: 量子想像時間進化のためのダブルブラケット量子アルゴリズム
- Authors: Marek Gluza, Jeongrak Son, Bi Hong Tiang, Yudai Suzuki, Zoë Holmes, Nelly H. Y. Ng,
- Abstract要約: 我々は,2重ブラケット量子イマジナリー・タイム・エボリューション(DB-QITE)アルゴリズムが,仮想時間進化の冷却保証を継承していることを証明する。
DB-QITEは浅い回路を用いて基底状態の近似を体系的に改善する手段を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Efficiently preparing approximate ground-states of large, strongly correlated systems on quantum hardware is challenging and yet nature is innately adept at this. This has motivated the study of thermodynamically inspired approaches to ground-state preparation that aim to replicate cooling processes via imaginary-time evolution. However, synthesizing quantum circuits that efficiently implement imaginary-time evolution is itself difficult, with prior proposals generally adopting heuristic variational approaches or using deep block encodings. Here, we use the insight that quantum imaginary-time evolution is a solution of Brockett's double-bracket flow and synthesize circuits that implement double-bracket flows coherently on the quantum computer. We prove that our Double-Bracket Quantum Imaginary-Time Evolution (DB-QITE) algorithm inherits the cooling guarantees of imaginary-time evolution. Concretely, each step is guaranteed to i) decrease the energy of an initial approximate ground-state by an amount proportion to the energy fluctuations of the initial state and ii) increase the fidelity with the ground-state. Thus DB-QITE provides a means to systematically improve the approximation of a ground-state using shallow circuits.
- Abstract（参考訳）: 量子ハードウェア上での大規模で強い相関を持つシステムの近似基底状態の効率的な作成は困難であり、しかしながら、自然は本質的にこれに適応している。
このことは、想像上の時間進化を通じて冷却過程を再現することを目的とした地中準備への熱力学的にインスピレーションを受けたアプローチの研究の動機となった。
しかし、想像時間進化を効率的に実装する量子回路の合成はそれ自体が困難であり、従来の提案ではヒューリスティックな変分法やディープブロック符号化が一般的であった。
ここでは、量子想像時間進化は、ブロケットの二重ブラケットフローの解であり、二重ブラケットフローを実装する回路を量子コンピュータ上でコヒーレントに実装する。
我々は,2重ブラケット量子イマジナリー・タイム・エボリューション(DB-QITE)アルゴリズムが,仮想時間進化の冷却保証を継承していることを証明する。
具体的には、各ステップが保証される。
一 初期基底状態のエネルギーを初期状態のエネルギー変動に比例する量で減少させ、
二 地平への忠実度を高めること。
そのため、DB-QITEは浅い回路を用いて基底状態の近似を体系的に改善する手段を提供する。
関連論文リスト
- Thermalization and Criticality on an Analog-Digital Quantum Simulator [133.58336306417294]
本稿では,69個の超伝導量子ビットからなる量子シミュレータについて述べる。
古典的Kosterlitz-Thouless相転移のシグネチャと,Kibble-Zurekスケール予測からの強い偏差を観測する。
本システムは, 対角二量体状態でディジタル的に調製し, 熱化時のエネルギーと渦の輸送を画像化する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-27T17:40:39Z) - Variational Quantum Time Evolution without the Quantum Geometric Tensor [0.6562256987706128]
変動量子時間進化は、短期デバイスにとって有望な候補である。
提案アルゴリズムは,標準的な変動量子時間進化アルゴリズムのコストのごく一部で,システムダイナミクスを正確に再現することを示す。
量子想像時間進化の応用として、ハイゼンベルクモデルの熱力学的観測可能(サイトごとのエネルギー)を計算する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-22T18:00:08Z) - Universality of critical dynamics with finite entanglement [68.8204255655161]
臨界近傍の量子系の低エネルギー力学が有限絡みによってどのように変化するかを研究する。
その結果、時間依存的臨界現象における絡み合いによる正確な役割が確立された。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-23T19:23:54Z) - A Probabilistic Imaginary Time Evolution Algorithm Based on Non-unitary
Quantum Circuit [13.1638355883302]
非単位量子回路に基づく想像時間進化の確率論的アルゴリズムを提案する。
いくつかの量子多体系の基底状態エネルギーを解くことにより,本手法の実現可能性を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-11T09:43:30Z) - Improved algorithms of quantum imaginary time evolution for ground and
excited states of molecular systems [0.0]
量子想像時間進化(Quantum imaginary Time Evolution、QITE)は、最近提案された量子古典ハイブリッドアルゴリズムであり、システムの最低状態に達することが保証されている。
基礎となるQITE方程式のオーダー・バイ・オーダーの導出を解析し,理論的に確立された修正を提案する。
また、仮想時間進化状態のノルムを正確に推定し、励起状態計算に適用する方法についても論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-04T10:32:16Z) - Probabilistic imaginary-time evolution by using forward and backward
real-time evolution with a single ancilla: first-quantized eigensolver of
quantum chemistry for ground states [0.0]
量子コンピュータ上のImaginary-time Evolution(ITE)は、量子システムの基底状態を得るための有望な形式である。
本稿では,1つのアシラリー量子ビットしか必要としないPITEの新たなアプローチを提案する。
本稿では,計算コストのスケーリングに着目し,量子化学へのアプローチの適用について論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-24T12:54:27Z) - Quantum algorithms for quantum dynamics: A performance study on the
spin-boson model [68.8204255655161]
量子力学シミュレーションのための量子アルゴリズムは、伝統的に時間進化作用素のトロッター近似の実装に基づいている。
変分量子アルゴリズムは欠かせない代替手段となり、現在のハードウェア上での小規模なシミュレーションを可能にしている。
量子ゲートコストが明らかに削減されているにもかかわらず、現在の実装における変分法は量子的優位性をもたらすことはありそうにない。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-09T18:00:05Z) - Algebraic Compression of Quantum Circuits for Hamiltonian Evolution [52.77024349608834]
時間依存ハミルトニアンの下でのユニタリ進化は、量子ハードウェアにおけるシミュレーションの重要な構成要素である。
本稿では、トロッターステップを1ブロックの量子ゲートに圧縮するアルゴリズムを提案する。
この結果、ハミルトニアンのある種のクラスに対する固定深度時間進化がもたらされる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-06T19:38:01Z) - Imaginary Time Propagation on a Quantum Chip [50.591267188664666]
想像時間における進化は、量子多体系の基底状態を見つけるための顕著な技術である。
本稿では,量子コンピュータ上での仮想時間伝搬を実現するアルゴリズムを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-24T12:48:00Z) - Bridging the Gap Between the Transient and the Steady State of a
Nonequilibrium Quantum System [58.720142291102135]
非平衡の多体量子系は、多体物理学のフロンティアの1つである。
直流電場における強相関電子に関する最近の研究は、系が連続した準熱状態を経て進化することを示した。
我々は、短時間の過渡計算を用いて遅延量を求める補間スキームを実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-04T06:23:01Z) - Real- and imaginary-time evolution with compressed quantum circuits [0.5089078998562184]
量子回路は、現在の古典的数値よりも劇的に効率的な表現を提供できることを示す。
量子回路では、短期量子コンピュータで実現可能な最適化アルゴリズムを用いて、実時間と虚時間の両方の進化を行う。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-24T11:16:43Z)
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。