論文の概要: The application of annealing in quantum cooling protocols

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.05268v1
• Date: Thu, 09 Jan 2025 14:24:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-10 13:58:44.652852
• Title: The application of annealing in quantum cooling protocols
• Title（参考訳）: 量子冷却プロトコルにおけるアニールの応用
• Authors: Chongyuan Xu,
• Abstract要約: 摂動理論に基づいて冷却過程を記述し, 時間変調ゼーマン場における浴の利点を検証した。 冷却プロトコルの耐雑音性は, 量子ノイズの種類に依存することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Inspired by simulated annealing algorithm, we propose a quantum cooling protocol which includes an annealing process. This protocol can be universally and efficiently applied to various quantum simulators, driving the system from an arbitrary initial state to the ground state with high fidelity. We have described the cooling process based on perturbation theory, validated the advantages of bath under time-modulated Zeeman field compared to bath under static one, and provided a justification for the necessity of an annealing process when the system to be cooled is unknown. We applied tensor network methods to numerically simulate our cooling protocol, using the transverse field Ising model (TFIM) as an example to verify the effectiveness of the protocol in cooling one-dimensional systems, two-dimensional systems, and systems with quantum noise. We compared the overall performance of cooling protocols with and without the annealing process on a test set generated with random parameters $g_P$. The results indicate that the cooling protocol with annealing process can achieve both accuracy and efficiency. Our results also show that the cooling protocol's resistance to noise depends on the type of quantum noise.
• Abstract（参考訳）: シミュレーションアニール法に着想を得て,アニールプロセスを含む量子冷却プロトコルを提案する。 このプロトコルは様々な量子シミュレーターに普遍的かつ効率的に適用でき、任意の初期状態から高い忠実度で基底状態へとシステムを駆動する。 本研究では, 摂動理論に基づく冷却プロセスについて述べるとともに, 時間変調ゼーマン場における浴の利点を静的な浴場と比較して検証し, 冷却するシステムが未知の場合の焼鈍プロセスの必要性を正当化した。 本研究では, 逆場イジングモデル (TFIM) を例として, 冷却プロトコルの数値シミュレーションにテンソルネットワーク法を適用し, 一次元系, 2次元系, 量子ノイズ系におけるプロトコルの有効性を検証した。 我々は, ランダムパラメータ$g_P$で生成したテストセットに対して, 冷却プロトコルの全般的性能とアニール処理の有無を比較した。 その結果, 焼鈍処理による冷却プロトコルは, 精度と効率を両立できることがわかった。 また, 冷却プロトコルの耐雑音性は, 量子ノイズの種類に依存することを示した。

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