論文の概要: Variational quantum simulation of a nonadditive relaxation dynamics in a qubit coupled to a finite-temperature bath
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.12013v1
- Date: Sat, 17 May 2025 14:08:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-20 14:57:10.990862
- Title: Variational quantum simulation of a nonadditive relaxation dynamics in a qubit coupled to a finite-temperature bath
- Title（参考訳）: 有限温度浴に結合した量子ビットにおける非付加緩和ダイナミクスの変分量子シミュレーション
- Authors: Lucas Q. Galvão, Clebson Cruz, Antonio Cesar do Prado Rosa Junior, Marcelo A. Moret,
- Abstract要約: 本稿では, 変動量子シミュレーションフレームワークを用いて, 短期量子ハードウェア上での有限温度開系力学を捉える。
我々はリンドブラッド表現による熱浴によるエネルギー交換をモデル化し,現実的な散逸効果をシミュレーションした。
- 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: In this paper, we present an application of the variational quantum simulation (VQS) framework to capture finite-temperature open-system dynamics on near-term quantum hardware. By embedding the generalized amplitude-damping channel into the VQS algorithm, we modeled the energy exchange with a thermal bath through its Lindblad representation and thereby simulated realistic dissipative effects. To explore a wide range of activation behaviors, we introduce a nonadditive relaxation-time model using a generalized form of the Arrhenius law, based on the phenomenological parameter q. We compare our method on a driven qubit subject to both static and composite time-dependent fields, comparing population evolution and trace distance errors against exact solutions. Our results demonstrate that (i) VQS accurately maps the effective nonunitary generator under generalized amplitude damping, (ii) smoother drive envelopes induced by nonaddtive parameters suppress high frequency components and yield lower simulation errors, and (iii) the variational manifold exhibits dynamical selectivity, maintaining mapping fidelity even as the exact solution's sensitivity to q increases. Our results demonstrate that (i) VQS accurately maps the effective nonunitary generator under generalized amplitude damping, (ii) smoother drive envelopes induced by nonaddtive parameters suppress high frequency components and yield lower simulation errors, and (iii) the variational manifold exhibits dynamical selectivity, maintaining mapping fidelity even as the exact solution's sensitivity to q increases.
- Abstract（参考訳）: 本稿では、変動量子シミュレーション(VQS)フレームワークを用いて、短期量子ハードウェア上での有限温度開系力学を捉える。
一般化振幅減衰チャネルをVQSアルゴリズムに埋め込むことで,リンドブラッド表現による熱浴とのエネルギー交換をモデル化し,現実的な散逸効果をシミュレートした。
幅広い活性化挙動を探索するために, 現象パラメータ q に基づくアレニウス法則の一般化形式を用いた非付加緩和時間モデルを導入する。
提案手法を静的および複合時間依存のフィールドに対して駆動量子ビット上で比較し、個体群進化とトレース距離誤差を正確な解と比較する。
私たちの結果は
(i)VQSは、一般化振幅減衰の下で有効な非単位生成器を正確にマッピングする。
二 非付加パラメータにより誘導されるより滑らかな駆動封筒は、高周波成分を抑制し、より低いシミュレーション誤差を生じる。
3) 変分多様体は動的選択性を示し、qに対する正確な解の感度が増大しても写像の忠実性を維持する。
私たちの結果は
(i)VQSは、一般化振幅減衰の下で有効な非単位生成器を正確にマッピングする。
二 非付加パラメータにより誘導されるより滑らかな駆動封筒は、高周波成分を抑制し、より低いシミュレーション誤差を生じる。
3) 変分多様体は動的選択性を示し、qに対する正確な解の感度が増大しても写像の忠実性を維持する。
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