論文の概要: Weighted Nested Commutators for Scalable Counterdiabatic State Preparation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.25625v1
- Date: Thu, 26 Mar 2026 16:40:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-27 20:52:48.382785
- Title: Weighted Nested Commutators for Scalable Counterdiabatic State Preparation
- Title（参考訳）: 軽量Nested Commutators for Scalable Counterdiabatic State prepared (特集:バイオサイバネティックスとバイオサイバネティックス)
- Authors: Jialiang Tang, Xi Chen, Zhi-Yuan Wei,
- Abstract要約: 非局所的断熱ゲージポテンシャルを近似するためにネスト共振器アンサッツを導入する。
WNCアンサッツに基づくCD駆動は,システムサイズが最大1000$ qubitsまでの1D MPSの作成を著しく加速することを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.314730705585026
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Counterdiabatic (CD) driving enables efficient quantum state preparation, but it requires implementing highly nonlocal adiabatic gauge potentials (AGP) that are impractical to compute and realize in large many-body systems. We introduce a \textit{weighted nested-commutator} (WNC) ansatz to approximate AGP using local operators. The WNC ansatz generalizes the standard nested-commutator ansatz by assigning independent variational weights to commutators of local Hamiltonian terms, thereby enlarging the variational space while preserving a fixed operator range. We show that the WNC ansatz can be efficiently optimized using a local optimization scheme. Moreover, it systematically outperforms the nested-commutator ansatz in preparing one-dimensional matrix product states (MPS) and the ground state of a nonintegrable quantum Ising model. We then numerically demonstrate that CD driving based on the WNC ansatz significantly accelerates the preparation of 1D MPS for system sizes up to $N = 1000$ qubits, as well as the two-dimensional Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki state on a hexagonal lattice with up to $N = 3 \times 10$ sites.
- Abstract（参考訳）: 反断熱(CD)駆動は効率的な量子状態の準備を可能にするが、大規模な多体システムでは計算や実現に不適な高度非局所断熱ゲージ電位(AGP)を実装する必要がある。
局所演算子を用いて AGP を近似するために, {\displaystyle \textit{weighted nested-commutator} (WNC) アンサッツを導入する。
WNCアンサッツは、局所ハミルトン項の可換作用素に独立な変分重みを割り当て、固定作用素範囲を保ちながら変分空間を拡大することにより、標準的なネスト付き交換子アンサッツを一般化する。
局所最適化手法を用いてWNCアンサッツを効率的に最適化できることを示す。
さらに、一次元行列積状態(MPS)と非可積分量子イジングモデルの基底状態を作成する際に、ネスト共役アンザッツを体系的に上回る。
次に,WNCアンサッツに基づくCD駆動は,最大1D MPSのシステムサイズを最大1000$ qubitsまで向上させるとともに,最大1N = 3 \times 10$のヘキサゴナル格子上に2次元のAffleck-Kennedy-Lieb-Tasaki状態を示す。
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