論文の概要: Designing Minimalistic Variational Quantum Ansatz Inspired by Algorithmic Cooling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.16776v1
- Date: Tue, 28 Jan 2025 07:59:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-29 16:41:15.396271
- Title: Designing Minimalistic Variational Quantum Ansatz Inspired by Algorithmic Cooling
- Title（参考訳）: アルゴリズム冷却による最小変分量子アンザッツの設計
- Authors: Soyoung Shin, Ha Eum Kim, Hyeonjun Yeo, Kabgyun Jeong, Wonho Jhe, Jaewan Kim,
- Abstract要約: 本研究は,アルゴリズムによる冷却原理に着想を得た,新しい極小変動量子アンサッツを提案する。
提案したHeather Exchangeアルゴリズムによる冷却アンザッツ (HE ansatz) は、入浴リセットを必要とせず、効率的な集団再分配を容易にする。
また,不純散逸系変分量子固有解器の基底状態を計算するためにHEアンサッツを用いた新しい変分アルゴリズムを提案した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: This study introduces a novel minimalistic variational quantum ansatz inspired by algorithmic cooling principles. The proposed Heat Exchange algorithmic cooling ansatz (HE ansatz) facilitates efficient population redistribution without requiring bath resets, simplifying implementation on noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices. The HE ansatz achieves superior approximation ratios with the complete network \textsc{Maxcut} optimization problem compared to the conventional Hardware efficient and QAOA ansatz. We also proposed a new variational algorithm that utilize HE ansatz to compute the ground state of impure dissipative-system variational quantum eigensolver (dVQE) which achieved a sub-$1\%$ error in ground-state energy calculations of the 1D Heisenberg chain with impurity and successfully simulates the edge effect of impure spin chain, highlighting its potential for applications in quantum many-body physics. These results underscore the compatibility of the ansatz with hardware-efficient implementations, offering a scalable approach for solving complex quantum problems in disordered and open quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 本研究は,アルゴリズムによる冷却原理に着想を得た,新しい極小変動量子アンサッツを提案する。
The proposed Heat Exchange algorithmic cooling ansatz (HE ansatz) is help efficient population redistribution without require bath resets, aimpling implementation on nonisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices。
HEアンサッツは、従来のハードウェア効率とQAOAアンサッツと比較して、完全なネットワーク \textsc{Maxcut} 最適化問題で優れた近似比を達成する。
また,不純物を含む1次元ハイゼンベルク鎖の基底状態エネルギー計算において1\%の誤差を達成し,不純物スピン鎖のエッジ効果をシミュレートし,量子多体物理学への応用の可能性を強調した,不純物分散型量子固有解器(dVQE)の基底状態を計算するための新しい変分アルゴリズムを提案した。
これらの結果は、アンザッツとハードウェア効率のよい実装との互換性を強調し、乱れやオープンな量子システムにおける複雑な量子問題を解くためのスケーラブルなアプローチを提供する。
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