論文の概要: Quantum Finite Temperature Lanczos Method

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.25394v1
• Date: Thu, 26 Mar 2026 12:40:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-27 20:52:48.294236
• Title: Quantum Finite Temperature Lanczos Method
• Title（参考訳）: 量子有限温度ランゾス法
• Authors: Gian Gentinetta, Friederike Metz, William Kirby, Giuseppe Carleo,
• Abstract要約: 有限温度ランツォス法を量子コンピュータに拡張する量子有限温度ランツォス法(QFTLM)を提案する。 その結果,QFTLMは広い温度範囲で熱観測装置を再現できることが判明した。 我々は,Krylov次元,トレース推定状態数,トロッター誤差の影響を解析し,雑音条件下でのロバスト性には適切な正則化が不可欠であることを示す。
• 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: The computation of thermal properties of quantum many-body systems is a central challenge in our understanding of quantum mechanics. We introduce the Quantum Finite Temperature Lanczos Method (QFTLM), which extends the finite-temperature Lanczos method to quantum computers by combining real-time quantum Krylov methods with efficient preparation of typical states for trace estimation. This approach enables the computation of thermal expectation values while avoiding the exponential scaling inherent to classical exact simulation techniques. Numerical experiments on the transverse-field Ising model show that QFTLM can reproduce thermal observables over a wide temperature range. We further analyze the influence of Krylov dimension, number of trace-estimator states, and Trotter error, and show that suitable regularization is essential for robustness in noisy settings. These results establish QFTLM as a promising framework for finite-temperature quantum simulation.
• Abstract（参考訳）: 量子多体系の熱的性質の計算は、量子力学の理解における中心的な課題である。 本稿では,有限温度ランツォス法を量子コンピュータに拡張する量子有限温度ランツォス法(QFTLM)を提案する。 このアプローチは、古典的な正確なシミュレーション技術に固有の指数的スケーリングを回避しつつ、熱予測値の計算を可能にする。 横場イジング模型の数値実験により,QFTLMは広い温度範囲で熱可観測物を再現できることが示された。 さらに,Krylov次元,トレース推定状態数,トロッター誤差の影響を解析し,雑音条件下でのロバスト性には適切な正則化が不可欠であることを示す。 これらの結果はQFTLMを有限温度量子シミュレーションのための有望なフレームワークとして確立する。

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