論文の概要: Boltzmann Sampling of Frustrated J1 - J2 Ising Models with Programmable Quantum Annealers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.03796v1
• Date: Wed, 05 Nov 2025 19:01:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-07 20:17:53.187028
• Title: Boltzmann Sampling of Frustrated J1 - J2 Ising Models with Programmable Quantum Annealers
• Title（参考訳）: プログラム量子アニールを用いたフラストレーションJ1 - J2イジングモデルのボルツマンサンプリング
• Authors: Elijah Pelofske,
• Abstract要約: D-ウェーブ量子異方体は、古典的ハミルトニアンによって定義されるボルツマン(Gibs)分布からサンプリングすることができる。 アナログハードウェアパラメータのいくつかは、非常に高い精度($0.0003$のTVDまで)と低温サンプリングをもたらす。 このことは、強いフラストレーションを持つ磁気スピン系の熱力学的サンプリングへの応用のために、現在のアナログ量子コンピュータの生存可能性を高める。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.670305538969914
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: One of the surprising, and potentially very useful, capabilities of analog quantum computers, such as D-Wave quantum annealers, is sampling from the Boltzmann, or Gibbs, distribution defined by a classical Hamiltonian. In this study, we thoroughly examine the ability of D-Wave quantum annealers to sample from the Boltzmann distribution defined of a canonical type of competing magnetic frustration $J_1$-$J_2$ model; the ANNNI (axial next-nearest-neighbor Ising) model. Boltzmann sampling error rate is quantified for standard linear-ramp anneals ranging from $5$ nanosecond annealing times up to $2000$ microseconds on two different D-Wave quantum annealing processors. Interestingly, we find some analog hardware parameters which result in a very high accuracy (down to a TVD of $0.0003$) and low temperature sampling (down to $\beta=32.2$) in a frustrated region of the ANNNI model magnetic phase diagram. This bolsters the viability of current analog quantum computers for thermodynamic sampling applications of highly frustrated magnetic spin systems.
• Abstract（参考訳）: D-Wave量子アニールのようなアナログ量子コンピュータの驚くべき、そして潜在的に非常に有用な能力の1つは、古典的ハミルトニアンによって定義されたボルツマン(英語版)あるいはギブス(英語版)からのサンプリングである。 本研究では,Boltzmann分布の標準型磁気フラストレーションモデルであるJ_1$-$J_2$モデル,ANNNIモデルを用いて,D-Wave量子アニールのサンプル化の可能性について,徹底的に検討した。 ボルツマンサンプリング誤差は、2つの異なるD波量子アニールプロセッサ上で5$ナノ秒のアニール時間から2000$マイクロ秒までの標準的なリニアランプアニールに対して定量化される。 興味深いことに、ANNNIモデル磁気位相図のフラストレーション領域において、非常に高い精度(0.0003$まで)と低い温度サンプリング($\beta=32.2$まで)をもたらすアナログハードウェアパラメータがいくつか見つかる。 このことは、強いフラストレーションを持つ磁気スピン系の熱力学的サンプリングへの応用のために、現在のアナログ量子コンピュータの生存可能性を高める。

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