論文の概要: Quantum thermal state preparation for near-term quantum processors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.21318v1
• Date: Thu, 26 Jun 2025 14:33:46 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-27 19:53:10.133364
• Title: Quantum thermal state preparation for near-term quantum processors
• Title（参考訳）: 短期量子プロセッサの量子状態生成
• Authors: Jerome Lloyd, Dmitry A. Abanin,
• Abstract要約: マルチボディシステムの量子熱状態の生成は、量子プロセッサにとって重要な計算課題である。 設計した浴槽リセットと変調系バスカップリングを組み合わせた簡易かつ効率的な熱状態合成アルゴリズムを提案する。 提案アルゴリズムは,量子関連状態の量子シミュレーションを,現在および短期量子プロセッサを用いた有限温度で効率的に行うための経路を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Preparation of quantum thermal states of many-body systems is a key computational challenge for quantum processors, with applications in physics, chemistry, and classical optimization. We provide a simple and efficient algorithm for thermal state preparation, combining engineered bath resetting and modulated system-bath coupling to derive a quantum channel approximately satisfying quantum detailed balance relations. We show that the fixed point $\hat\sigma$ of the channel approximates the Gibbs state as $\|\hat\sigma -\hat\sigma_\beta\|\sim \theta^2$, where $\theta$ is the system-bath coupling and $\hat\sigma_\beta \propto e^{-\beta \hat H_S}$. We provide extensive numerics, for the example of the 2D Quantum Ising model, confirming that the protocol successfully prepares the thermal state throughout the finite-temperature phase diagram, including near the quantum phase transition. Our algorithm provides a path to efficient quantum simulation of quantum-correlated states at finite temperature with current and near-term quantum processors.
• Abstract（参考訳）: 多体系の量子熱状態の生成は、物理学、化学、古典最適化に応用された量子プロセッサにとって重要な計算課題である。 設計した浴槽リセットと変調系バスカップリングを組み合わせることで、量子詳細バランス関係をほぼ満たす量子チャネルを導出する、簡便で効率的な熱状態調製アルゴリズムを提供する。 チャネルの固定点 $\hat\sigma$ は Gibbs 状態を $\|\hat\sigma -\hat\sigma_\beta\|\sim \theta^2$ と近似し、$\theta$ はシステムバス結合であり、$\hat\sigma_\beta \propto e^{-\beta \hat H_S}$ であることを示す。 2次元量子イジングモデル(英語版)の例として、このプロトコルが量子相転移の近傍を含む有限温度相図を通して熱状態の準備に成功したことを確認する。 提案アルゴリズムは,量子関連状態の量子シミュレーションを,現在および短期量子プロセッサを用いた有限温度で効率的に行うための経路を提供する。

関連論文リスト

• Improving thermal state preparation of Sachdev-Ye-Kitaev model with reinforcement learning on quantum hardware [0.0]
  本稿では、量子回路とそのパラメータを最適化するために、強化学習と畳み込みニューラルネットワークを統合する。 ノイズレスおよびノイズの多い量子ハードウェア環境におけるRLフレームワークの有効性を示す。 この研究はスケーラブルなRLベースのフレームワークを進化させ、量子重力研究や時間外熱計算に応用した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-01-20T12:41:17Z)
• Quantum Thermal State Preparation [39.91303506884272]
  量子マスター方程式をシミュレートするための簡単な連続時間量子ギブスサンプリングを導入する。 我々は、特定の純ギブス状態を作成するための証明可能かつ効率的なアルゴリズムを構築した。 アルゴリズムのコストは温度、精度、混合時間に依存している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-31T17:29:56Z)
• Adaptive variational quantum minimally entangled typical thermal states for finite temperature simulations [0.0]
  我々は、最小絡み合った典型的な熱状態(METTS)アルゴリズムの量子コンピューティングバージョンを記述し、ベンチマークする。 AVQMETTSと呼ばれるアルゴリズムは、コンパクトで問題固有の量子回路を動的に生成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-06T16:40:06Z)
• Probing finite-temperature observables in quantum simulators of spin systems with short-time dynamics [62.997667081978825]
  ジャジンスキー等式から動機付けられたアルゴリズムを用いて, 有限温度可観測体がどのように得られるかを示す。 長範囲の逆場イジングモデルにおける有限温度相転移は、捕捉されたイオン量子シミュレータで特徴づけられることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-03T18:00:02Z)
• Implementation of a two-stroke quantum heat engine with a collisional model [50.591267188664666]
  我々は,IBMQプロセッサのストロボスコープ2ストロークサーマルエンジンの量子シミュレーションを行った。 この系は2つの浴槽に繋がった量子スピン鎖で構成され、変分量子熱分解器アルゴリズムを用いて異なる温度で調製される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-25T16:55:08Z)
• Kernel-Function Based Quantum Algorithms for Finite Temperature Quantum Simulation [5.188498150496968]
  量子多体系の熱力学特性を解くための量子カーネル関数(QKFE)アルゴリズムを提案する。 従来のカーネルメソッド(KPM)と比較して、QKFEは時間とメモリの両方のコストにおいて指数関数的に有利である。 1次元および2次元の量子スピンモデルとフェルミオン格子への応用により、その効率を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-02T18:00:04Z)
• Tensor Network Quantum Virtual Machine for Simulating Quantum Circuits at Exascale [57.84751206630535]
  本稿では,E-scale ACCelerator(XACC)フレームワークにおける量子回路シミュレーションバックエンドとして機能する量子仮想マシン(TNQVM)の近代化版を提案する。 新バージョンは汎用的でスケーラブルなネットワーク処理ライブラリであるExaTNをベースにしており、複数の量子回路シミュレータを提供している。 ポータブルなXACC量子プロセッサとスケーラブルなExaTNバックエンドを組み合わせることで、ラップトップから将来のエクサスケールプラットフォームにスケール可能なエンドツーエンドの仮想開発環境を導入します。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-21T13:26:42Z)
• Quantum Statistical Complexity Measure as a Signalling of Correlation Transitions [55.41644538483948]
  本稿では, 量子情報理論の文脈において, 統計的複雑性尺度の量子バージョンを導入し, 量子次数-次数遷移のシグナル伝達関数として利用する。 我々はこの測度を2つの正確に解けるハミルトンモデル、すなわち1D$量子イジングモデルとハイゼンベルクXXZスピン-1/2$チェーンに適用する。 また、考察されたモデルに対して、この測度を1量子および2量子の還元状態に対して計算し、その挙動を有限系のサイズと熱力学的限界に対して解析する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-02-05T00:45:21Z)
• A Variational Quantum Algorithm for Preparing Quantum Gibbs States [0.22559617939136506]
  ギブス分布の作成は量子計算の重要な課題である。 量子系の自由エネルギーを最小化することに基づくギブス状態を作成するための変分的アプローチを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-31T20:52:50Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。