論文の概要: Quantum coherence and counterdiabatic quantum computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.17642v1
• Date: Thu, 24 Apr 2025 15:12:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-02 19:15:53.428835
• Title: Quantum coherence and counterdiabatic quantum computing
• Title（参考訳）: 量子コヒーレンスと反断熱量子コンピューティング
• Authors: Raziel Huerta-Ruiz, Maximiliano Araya-Gaete, Diego Tancara, Enrique Solano, Nancy Barraza, Francisco Albarrán-Arriagada,
• Abstract要約: 反断熱駆動は、断熱プロトコルにショートカットを実装するための貴重な技術として出現する。 本研究は, 反断熱駆動により加速される断熱進化における量子コヒーレンスの生成について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Counterdiabatic driving emerges as a valuable technique for implementing shortcuts to adiabaticity protocols, enhancing quantum technology applications. In this context, counterdiabatic quantum computing represents a new paradigm with the potential to achieve quantum advantage for industrial problems. This work investigates the production of quantum coherence in adiabatic evolution accelerated by counterdiabatic driving within the framework of counterdiabatic quantum computing. Specifically, we analyze different orders in the nested commutator expansion for approximated counterdiabatic drivings for three cases: a weighted max-cut problem, a 4-local Hamiltonian, and a non-stoquastic Hamiltonian. Our findings reveal that the hierarchy introduced by coherence production correlates with the success probability in the impulse regime. This suggests that protocols increasing coherence during evolution enhance performance in adiabatic evolution driven by counterdiabatic techniques. We show that large quantum coherence also means large energy fluctuation during evolution, which is associated with the speed of evolution, paving the way for designing superior algorithms in counterdiabatic quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 反断熱駆動は、断熱プロトコルへのショートカットの実装、量子技術応用の強化に有用な技術として出現する。 この文脈では、反断熱量子コンピューティングは、産業問題に対する量子優位性を達成する可能性を持つ新しいパラダイムである。 本研究は、反断熱駆動によって加速される断熱進化における量子コヒーレンスの生成について、反断熱量子コンピューティングの枠組み内で検討する。 具体的には,重み付き最大カット問題,4局所ハミルトニアン,非確率ハミルトニアンの3つのケースに対して,ネスト型コンピュテータ展開の異なる順序を解析する。 その結果,コヒーレンス生産による階層構造はインパルス政権の成功確率と相関していることがわかった。 このことは、進化の過程でコヒーレンスを増大させるプロトコルは、反断熱的手法によって駆動される断熱的進化における性能を高めることを示唆している。 大規模な量子コヒーレンスはまた、進化の速度と関連する進化中の大きなエネルギー変動を意味し、反断熱量子コンピューティングにおいて優れたアルゴリズムを設計するための道を開く。

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