論文の概要: Preparing low-variance states using a distributed quantum algorithm
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.13097v1
- Date: Wed, 22 Jan 2025 18:55:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-23 13:29:15.554039
- Title: Preparing low-variance states using a distributed quantum algorithm
- Title（参考訳）: 分散量子アルゴリズムによる低分散状態の準備
- Authors: Xiaoyu Liu, Benjamin F. Schiffer, Jordi Tura,
- Abstract要約: 低分散状態を生成するために、反復位相推定にインスパイアされた分散量子アルゴリズムを提案する。
提案手法では,量子デバイス毎の1つの補助量子ビットを用いて,そのダイナミクスを制御し,そのような補助量子ビットを用いた共同量子計測のためのポストセレクション戦略を用いる。
これにより、分散アルゴリズムがシングルデバイス実装と比較してエネルギー分散を著しく低減することを示すことができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.1587559138197667
- License:
- Abstract: Quantum computers are a highly promising tool for efficiently simulating quantum many-body systems. The preparation of their eigenstates is of particular interest and can be addressed, e.g., by quantum phase estimation algorithms. The routine then acts as an effective filtering operation, reducing the energy variance of the initial state. In this work, we present a distributed quantum algorithm inspired by iterative phase estimation to prepare low-variance states. Our method uses a single auxiliary qubit per quantum device, which controls its dynamics, and a postselection strategy for a joint quantum measurement on such auxiliary qubits. In the multi-device case, the result of this measurement heralds the successful runs of the protocol. This allows us to demonstrate that our distributed algorithm reduces the energy variance significantly faster compared to single-device implementations, thereby highlighting the potential of distributed algorithms for near-term and early fault-tolerant devices.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、量子多体システムを効率的にシミュレートするための非常に有望なツールである。
固有状態の合成は特に興味があり、例えば量子位相推定アルゴリズムによって対処することができる。
その後、ルーチンは効率的なフィルタリング演算として機能し、初期状態のエネルギー分散を減少させる。
本研究では,低分散状態を生成するために反復位相推定に着想を得た分散量子アルゴリズムを提案する。
提案手法では,量子デバイス毎の1つの補助量子ビットを用いて,そのダイナミクスを制御し,そのような補助量子ビットを用いた共同量子計測のためのポストセレクション戦略を用いる。
マルチデバイスの場合、この測定結果がプロトコルの実行を成功させる。
これにより、分散アルゴリズムは単一デバイス実装と比較してエネルギー分散を著しく低減し、短期および早期耐故障デバイスに対する分散アルゴリズムの可能性を明らかにすることができる。
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