論文の概要: Imaginary-time-enhanced feedback-based quantum algorithms for universal ground-state preparation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.13044v1
- Date: Mon, 15 Dec 2025 07:12:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-16 17:54:56.566394
- Title: Imaginary-time-enhanced feedback-based quantum algorithms for universal ground-state preparation
- Title（参考訳）: Imaginary-time-enhanced feedback-based quantum algorithm for universal ground-state prepared
- Authors: Thanh Nguyen Van Long, Lan Nguyen Tran, Le Bin Ho,
- Abstract要約: 本稿では,FALQON方式を提案する。FALQON方式は,短い時間発展ステップをフィードバックループに挿入する。
このハイブリッド法は励起状態成分を抑制し、部分空間を脱出し、単調エネルギー降下を回復する。
ITE-FALQONは、すべての充填物に対して信頼性の高い基底状態収束を実現する。
- 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: Preparing ground states of strongly correlated quantum systems is a central goal in quantum simulation and optimization. The feedback-based quantum algorithm (FALQON) provides an attractive alternative to variational methods with a fully quantum feedback rule, but it fails in the presence of spectral degeneracies, where the feedback signal collapses and the evolution cannot reach the ground state. Using the Fermi-Hubbard model on lattices up to 3x3, we show that this breakdown appears at half-filling on the 2x2 lattice and extends to both half-filled and doped configurations on the 3x3 lattice. We then introduce an imaginary-time-enhanced FALQON (ITE-FALQON) scheme, which inserts short imaginary-time evolution steps into the feedback loop. The hybrid method suppresses excited-state components, escapes degenerate subspaces, and restores monotonic energy descent. The ITE-FALQON achieves a reliable ground-state convergence across all fillings, providing a practical route to scalable ground-state preparation in strongly correlated quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 強い相関量子系の基底状態の準備は、量子シミュレーションと最適化の中心的な目標である。
フィードバックベースの量子アルゴリズム(FALQON)は、完全に量子的なフィードバックルールを持つ変分法に代わる魅力的な代替手段を提供するが、フィードバック信号が崩壊し、進化が基底状態に到達できないスペクトル退化の存在下では失敗する。
最大3x3の格子上のフェルミ・ハッバードモデルを用いて、この分解は2x2格子上の半充填状態に現れ、3x3格子上の半充填状態とドープ状態の両方に拡張されることを示す。
次に、短い時間発展ステップをフィードバックループに挿入する仮想時間拡張FALQON(ITE-FALQON)スキームを導入する。
このハイブリッド法は励起状態成分を抑制し、縮退した部分空間を逃れ、単調なエネルギー降下を回復する。
ITE-FALQONは全ての充填物に対して信頼性の高い基底状態収束を実現し、強い相関量子系におけるスケーラブルな基底状態準備への実践的な経路を提供する。
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