論文の概要: Analog classical simulation of closed quantum systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.06311v1
• Date: Mon, 10 Feb 2025 10:01:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-11 14:31:12.096340
• Title: Analog classical simulation of closed quantum systems
• Title（参考訳）: 閉量子系のアナログ古典シミュレーション
• Authors: Ka-Wa Yip,
• Abstract要約: 我々は、ノイズレス量子力学のアナログ古典シミュレーションアルゴリズムを開発した。 このようなパラダイムでシュル「オーディンガー方程式」をシミュレートする方法を説明する。 これは、物理コンピューティングデバイスで量子アルゴリズムをエミュレートする方法を舗装するかもしれない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We develop an analog classical simulation algorithm of noiseless quantum dynamics. By formulating the Schr\"{o}dinger equation into a linear system of real-valued ordinary differential equations (ODEs), the probability amplitudes of a complex state vector can be encoded in the continuous physical variables of an analog computer. Our algorithm reveals the full dynamics of complex probability amplitudes. Such real-time simulation is impossible in quantum simulation approaches without collapsing the state vector, and it is relatively computationally expensive for digital classical computers. For a real symmetric time-independent Hamiltonian, the ODEs may be solved by a simple analog mechanical device such as a one-dimensional spring-mass system. Since the underlying dynamics of quantum computers is governed by the Schr\"{o}dinger equation, our findings imply that analog computers can also perform quantum algorithms. We illustrate how to simulate the Schr\"{o}dinger equation in such a paradigm, with an application to quantum approximate optimization algorithm. This may pave the way to emulate quantum algorithms with physical computing devices, including analog, continuous-time circuits.
• Abstract（参考訳）: 我々はノイズレス量子力学のアナログ古典シミュレーションアルゴリズムを開発した。 Schr\"{o}dinger 方程式を実数値常微分方程式(ODE)の線形系に定式化することにより、複素状態ベクトルの確率振幅をアナログコンピュータの連続物理変数にエンコードすることができる。 本アルゴリズムは,複素確率振幅のフルダイナミックスを明らかにする。 このようなリアルタイムシミュレーションは、状態ベクトルを崩壊させることなく量子シミュレーションアプローチでは不可能であり、デジタル古典コンピュータでは比較的計算コストが高い。 実対称時間非依存ハミルトニアンの場合、ODEは1次元のばね質量系のような単純なアナログ機械装置によって解決される。 量子コンピュータの基盤となるダイナミクスはシュル・"{o}dinger"方程式によって制御されるため、アナログコンピュータは量子アルゴリズムも実行可能であることが示唆される。 このようなパラダイムでSchr\"{o}dinger方程式をシミュレートする方法と量子近似最適化アルゴリズムへの応用について説明する。 これは、アナログ、連続時間回路を含む物理コンピューティングデバイスで量子アルゴリズムをエミュレートする方法を舗装するかもしれない。

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