論文の概要: Adiabatic reverse annealing is robust to low-temperature decoherence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.16735v1
- Date: Thu, 20 Nov 2025 19:00:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-24 18:08:18.784378
- Title: Adiabatic reverse annealing is robust to low-temperature decoherence
- Title（参考訳）: 断熱逆熱処理は低温デコヒーレンスに対して堅牢である
- Authors: An Le, Christopher L. Baldwin,
- Abstract要約: ARAが実際にオープンシステムで成功することは明らかですが、環境温度が重要な役割を担っていることは明らかです。
ARAが高温で分解できるメカニズムは2つある。
非ゼロ温度では遷移回避経路が存在しないが、非ゼロ温度ではそのような経路が現れるパラメータ値が見つかる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Adiabatic reverse annealing (ARA) is an improvement to conventional quantum annealing (QA) that uses an initial guess at the desired ground state to circumvent problematic phase transitions. Despite encouraging results in the closed-system setting, Ref. [1] has suggested on the basis of numerical simulations that ARA may lose its advantage in the presence of decoherence. Here, we revisit this problem from a more analytical perspective. Using the $p$-spin model as a solvable example, together with the adiabatic master equation to describe the effects of the environment (valid at weak coupling), we show that ARA can in fact succeed in open systems but that the temperature of the environment plays a key role. We first demonstrate that, in the adiabatic limit, the system will follow the instantaneous equilibrium state as long as the protocol does not pass through any (finite-temperature) phase transitions. Given this, there are two distinct mechanisms by which ARA can break down at high temperature: either there are no paths that avoid transitions, or the equilibrium state itself is disordered. When the temperature is sufficiently low that neither of these occur, then ARA succeeds. Remarkably, there are even situations in which the environment benefits ARA: we find parameter values for which no transition-avoiding paths exist at zero temperature but such paths appear at non-zero temperature.
- Abstract（参考訳）: アディバティック・リバース・アニーリング(Adiabatic reverse annealing, ARA)は、従来の量子アニーリング(QA)の改良である。
クローズドシステム設定の結果を奨励しているにもかかわらず、Ref。
[1]は数値シミュレーションに基づいて、ARAはデコヒーレンスの存在下でその優位性を失う可能性があることを示唆している。
ここでは、より分析的な観点からこの問題を再考する。
可解な例として$p$-spinモデルを用いると、Adiabatic master equation(英語版)とともに環境の効果(結合が弱い場合)を記述し、ARAが実際にオープンシステムで成功できるが、環境の温度が重要な役割を果たすことを示す。
まず、断熱極限において、プロトコルが(有限温度の)相転移を通過しない限り、システムは即時平衡状態に従うことを実証する。
これを踏まえると、ARAが高温で分解できるメカニズムは2つあり、遷移を避ける経路が存在しないか、平衡状態自体が乱れている。
温度が十分に低く、どちらも発生しない場合、ARAは成功する。
また,非ゼロ温度では遷移回避経路が存在しないが,非ゼロ温度ではそのような経路が現れるパラメータ値も見いだされる。
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