論文の概要: Ancilla-Free Quantum Protocol for Thermal Green's Functions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.03288v1
• Date: Wed, 03 Sep 2025 13:11:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-04 21:40:46.522832
• Title: Ancilla-Free Quantum Protocol for Thermal Green's Functions
• Title（参考訳）: 熱グリーン関数のためのアンシラフリー量子プロトコル
• Authors: Changhao Yi, Cunlu Zhou,
• Abstract要約: ゼロ温度と有限温度の両方のグリーン関数を計算するための単純で雑音耐性の量子アルゴリズムを提案する。 我々は、2点時間相関器の正確な実部と虚部を復元するために、調整されたクエンチ分光法を用いる。 このプロトコルは理論的に効率的で実験的に利用可能であり、デジタル量子コンピュータとアナログ量子シミュレータの両方に直接適用できる。
• 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: We introduce a simple and noise-resilient quantum algorithm for computing both zero- and finite-temperature Green's functions, requiring no ancillas and relying only on native time evolution and measurements readily available on current platforms. Assuming parity symmetry of the system, as in the Fermi-Hubbard and Heisenberg models, we construct symmetric and antisymmetric thermal states and employ a tailored quench spectroscopy scheme to recover the exact real and imaginary parts of two-point time correlators. Green's functions are then reconstructed through efficient signal analysis. The protocol is theoretically efficient, experimentally accessible, and directly applicable to both digital quantum computers and analog quantum simulators. Beyond Green's functions, the same framework extends naturally to out-of-time-order correlators (OTOC). This work highlights a practical path toward probing finite-temperature dynamics of strongly correlated quantum systems on near-term and early fault-tolerant quantum hardware.
• Abstract（参考訳）: ゼロ温度と有限温度の両方のグリーン関数を計算し、アンシラを必要とせず、現在のプラットフォームで利用可能なネイティブ時間進化と測定のみに依存する、単純でノイズ耐性の量子アルゴリズムを導入する。 系のパリティ対称性をFermi-Hubbard と Heisenberg モデルで仮定すると、対称的および反対称的な熱状態を構築し、2点時間コレレータの正確な実部と虚部を復元するために、調整されたクエンチ分光法を用いる。 グリーンの関数は、効率的な信号解析によって再構成される。 このプロトコルは理論的に効率的で実験的に利用可能であり、デジタル量子コンピュータとアナログ量子シミュレータの両方に直接適用できる。 Greenの関数以外にも、同じフレームワークが自然にOtOC(Out-of-Time-order correlator)に拡張されている。 この研究は、短期および早期のフォールトトレラント量子ハードウェア上で、強い相関の量子系の有限温度力学を求めるための実践的な道を示す。

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