論文の概要: Counterdiabatic Driving with Performance Guarantees

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.01958v1
• Date: Mon, 03 Mar 2025 19:00:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-05 19:13:32.534933
• Title: Counterdiabatic Driving with Performance Guarantees
• Title（参考訳）: パフォーマンス保証による反断熱運転
• Authors: Jernej Rudi Finzgar, Simone Notarnicola, Madelyn Cain, Mikhail D. Lukin Mikhail, Dries Sels,
• Abstract要約: 変分非依存型CD拡張法の提案と解析を行う。 拡張順序で指数関数的に収束することを示す。 特に、量子速度制限によって決定される時間は、所望の基底状態を作成するのに十分であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Counterdiabatic (CD) driving has the potential to speed up adiabatic quantum state preparation by suppressing unwanted excitations. However, existing approaches either require intractable classical computations or are based on approximations which do not have performance guarantees. We propose and analyze a non-variational, system-agnostic CD expansion method and analytically show that it converges exponentially quickly in the expansion order. In finite systems, the required resources scale inversely with the spectral gap, which we argue is asymptotically optimal. To extend our method to the thermodynamic limit and suppress errors stemming from high-frequency transitions, we leverage finite-time adiabatic protocols. In particular, we show that a time determined by the quantum speed limit is sufficient to prepare the desired ground state, without the need to optimize the adiabatic trajectory. Numerical tests of our method on the quantum Ising chain show that our method can outperform state-of-the-art variational CD approaches.
• Abstract（参考訳）: 反断熱(CD)駆動は、望ましくない励起を抑えて断熱的量子状態の準備を高速化する可能性がある。 しかし、既存のアプローチは難解な古典計算を必要とするか、あるいは性能保証を持たない近似に基づいている。 本研究では,非変分・システムに依存しないCD拡張法を提案し,その拡張順序で指数関数的に収束することを示す。 有限系では、必要資源はスペクトルギャップとともに逆スケールするが、これは漸近的に最適である。 本手法を熱力学的限界まで拡張し,高周波遷移による誤差を抑制するために,有限時間断熱プロトコルを利用する。 特に、量子速度制限によって決定される時間は、断熱軌道の最適化を必要とせず、所望の基底状態を作成するのに十分であることを示す。 量子イジング連鎖における本手法の数値実験により,本手法が最先端の変分CD手法より優れていることを示す。

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