論文の概要: Simulating Electron Transfer on Noisy Quantum Computers: A Scalable Approach to Open Quantum Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.18141v1
• Date: Mon, 25 Aug 2025 15:45:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-26 18:43:45.846058
• Title: Simulating Electron Transfer on Noisy Quantum Computers: A Scalable Approach to Open Quantum Systems
• Title（参考訳）: ノイズ量子コンピュータにおける電子移動のシミュレーション:オープン量子システムへのスケーラブルなアプローチ
• Abstract要約: 量子コンピュータは、本質的なハードウェアノイズによって支援されるオープン量子システムのダイナミクスをシミュレートする、有望なプラットフォームである。 我々は、IBMの超伝導プロセッサ上で、単一のドナーと最大9つのアクセプター部位を持つ電子移動(ET)の顕微鏡モデルシミュレーションを行った。 最大20キュービットの計算結果から、古典計算とよく一致したETの確率が明らかになる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 35.18016233072556
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Simulating large electronic networks with vibrational environments remains a fundamental challenge due to the long lifetimes of electronic-vibrational (vibronic) excitations on the picosecond scale. Quantum computers are a promising platform to simulate the dynamics of open quantum systems aided by intrinsic hardware-noise, with successful demonstrations of models with two electronic sites. We simulated a microscopic model of electron-transfer (ET) with a single donor and up to nine acceptor sites on a superconducting processor of IBM, using a model-specific error mitigation scheme. Our results using up to 20 qubits reveal a probability of ET that is well aligned with classical calculations where electronic and vibronic transfer resonances can be identified at the expected driving forces. We conducted 10 independent experiments per system size on different days, accounting for hourly fluctuations in error rates. We find that the most important ingredient for large-scale simulations is a large number of available qubits connected by high-fidelity gates, with coherence times above the threshold set by the target open system. Because the vibronic mechanism of electron transfer is entanglement-driven, our simulation is a natural application-based benchmark, in which the hardware capacity to produce and sustain entanglement is quantified by the maximum system size for which the hardware produces accurate results.
• Abstract（参考訳）: 振動環境による大きな電子ネットワークのシミュレーションは、ピコ秒スケールでの電子振動(ビブロニック)励起の長寿命化による根本的な課題である。 量子コンピュータは、本質的なハードウェアノイズによって支援されるオープン量子システムのダイナミクスをシミュレートする、有望なプラットフォームであり、2つの電子サイトを持つモデルの実証に成功した。 我々は,IBMの超伝導プロセッサ上で,1つのドナーと最大9つのアクセプタを持つ電子移動(ET)の顕微鏡モデルについて,モデル固有の誤差軽減手法を用いてシミュレーションを行った。 最大20量子ビットの計算結果から,電子及び振動子移動共鳴が期待される駆動力で同定できる古典的計算とよく一致したETの確率が明らかとなった。 誤差率の時間変動を考慮した,システムサイズ毎の独立実験を1日10回行った。 大規模シミュレーションにおいて最も重要な要素は、高忠実度ゲートで接続された多数の利用可能なキュービットであり、目標開放系が設定した閾値を超えるコヒーレンス時間である。 電子移動の振動機構は絡み合い駆動であるので、我々のシミュレーションは、ハードウェアが正確な結果をもたらす最大システムサイズによって、絡み合いを発生および持続するハードウェア容量を定量化する自然なアプリケーションベースのベンチマークである。

関連論文リスト

• Benchmarking quantum simulation with neutron-scattering experiments [0.0]
  最大50量子ビットで動作する超伝導量子プロセッサは、非弾性中性子散乱測定と有意かつ定量的に比較できることを示す。 シミュレーションを1D XXZ Heisenbergモデルに拡張し、隣同士の非定常相互作用と強い異方性を持ち、ギャップ付き励起スペクトルを生成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-03-16T17:56:58Z)
• Programmable digital quantum simulation of 2D Fermi-Hubbard dynamics using 72 superconducting qubits [0.024486319744627862]
  格子サイズの2D Fermi-Hubbardモデルのシミュレーションを実装した。 この結果から,多体相互作用電子モデルのプログラマブル量子シミュレーションが,現在最先端の量子ハードウェアと競合していることが示された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-10-30T10:58:00Z)
• Repeated Interaction Scheme for the Quantum Simulation of Non-Markovian Electron Transfer Dynamics [0.0]
  量子アルゴリズムは、化学におけるオープン量子システムの理解に革命をもたらす可能性がある。 本研究では, 繰り返し相互作用モデルが非マルコフ電子移動ダイナミクスを効果的に再現できることを実証する。 フォールトトレラント量子ハードウェアが利用可能になると、このモデルに基づくアルゴリズムは、構造化浴、追加エネルギーレベル、より複雑なカップリングスキームを組み込むように拡張できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-02-25T18:21:03Z)
• Simulating open quantum systems with giant atoms [0.0]
  我々は、巨大原子、すなわち原子(おそらく人工)に基づくオープン量子多体系のシミュレータを導入する。 まず、2つの巨大原子からなるシミュレータが2つの結合量子ビットの力学をシミュレートできることを示す。 巨大原子に影響を及ぼす雑音に対するこれらのシミュレーション結果の頑健さを実証および解析した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-19T16:31:42Z)
• Thermalization and Criticality on an Analog-Digital Quantum Simulator [133.58336306417294]
  本稿では,69個の超伝導量子ビットからなる量子シミュレータについて述べる。 古典的Kosterlitz-Thouless相転移のシグネチャと,Kibble-Zurekスケール予測からの強い偏差を観測する。 本システムは, 対角二量体状態でディジタル的に調製し, 熱化時のエネルギーと渦の輸送を画像化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-27T17:40:39Z)
• Digital Quantum Simulation of Cavity Quantum Electrodynamics: Insights from Superconducting and Trapped Ion Quantum Testbeds [0.016994625126740815]
  我々は,光量子通信,シミュレーション,計算への応用のために,オープンなCavity Quantum Electrodynamical (CQED)システムをシミュレートする。 結果は、現代の量子コンピュータと将来の量子コンピュータにおけるキャビティ・エミッターシステムの効率的かつプラットフォーム固有の量子シミュレーションのレシピとして利用することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-05T02:25:49Z)
• Classical Chaos in Quantum Computers [39.58317527488534]
  50-100量子ビットからなる現在の量子プロセッサは、古典的コンピュータ上の量子シミュレーションの範囲外で動作する。 古典的限界のシミュレーションは、この問題を緩和する潜在的に強力な診断ツールとなり得ることを実証する。 古典的および量子シミュレーションは、$mathcalO$transmonsを持つシステムにおいて、同様の安定性指標をもたらす。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-27T18:00:04Z)
• Quantum emulation of the transient dynamics in the multistate Landau-Zener model [50.591267188664666]
  本研究では,Landau-Zenerモデルにおける過渡ダイナミクスを,Landau-Zener速度の関数として検討する。 我々の実験は、工学的なボソニックモードスペクトルに結合した量子ビットを用いたより複雑なシミュレーションの道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-26T15:04:11Z)
• Recompilation-enhanced simulation of electron-phonon dynamics on IBM Quantum computers [62.997667081978825]
  小型電子フォノン系のゲートベース量子シミュレーションにおける絶対的資源コストについて考察する。 我々は、弱い電子-フォノン結合と強い電子-フォノン結合の両方のためのIBM量子ハードウェアの実験を行う。 デバイスノイズは大きいが、近似回路再コンパイルを用いることで、正確な対角化に匹敵する電流量子コンピュータ上で電子フォノンダイナミクスを得る。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-16T19:00:00Z)
• 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 Markov Chain Monte Carlo with Digital Dissipative Dynamics on Quantum Computers [52.77024349608834]
  少数のアンシラ量子ビットを用いて環境との相互作用をシミュレートするデジタル量子アルゴリズムを開発した。 逆イジングモデルの熱状態のシミュレーションによるアルゴリズムの評価を行った。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-04T18:21:00Z)
• Reconfigurable Network for Quantum Transport Simulation [0.0]
  紫菌LH2複合体のB800環におけるエキシトンダイナミクスの最初のシミュレーションを行った。 位相的に保護された一次元エッジ状態の出現を直接観察するために,Su-Schrieffer-Heegerモデルを実装した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-08-13T19:03:20Z)
• Entanglement generation via power-of-SWAP operations between dynamic electron-spin qubits [62.997667081978825]
  表面音響波(SAW)は、圧電材料内で動く量子ドットを生成することができる。 動的量子ドット上の電子スピン量子ビットがどのように絡み合うかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-15T19:00:01Z)

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。