論文の概要: Preparing High-Fidelity Thermofield Double States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.03017v1
- Date: Mon, 04 May 2026 18:00:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-06 19:35:43.578208
- Title: Preparing High-Fidelity Thermofield Double States
- Title（参考訳）: 高忠実度熱電場二重状態の調製
- Authors: Brian J. J. Khor, Nadie LiTenn, Martin Sasieta, Brian Swingle,
- Abstract要約: 量子コンピュータの大きな約束は、多体量子状態の制御された準備である。
最も重要なターゲットは、熱混合状態とその熱場二重精製(TFD)である。
対象ハミルトニアンと超局所結合の2つのコピーから構築された親ハミルトニアンについて述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.19999259391104388
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A major promise of quantum computers is the controlled preparation of many-body quantum states beyond the reach of efficient classical computation. Among the most important targets are thermal mixed states and their thermofield double (TFD) purifications, which play central roles in quantum many-body physics and quantum gravity. For target systems with a bounded energy spectrum that obey the eigenstate thermalization hypothesis (ETH), we present a parent Hamiltonian built from two copies of the target Hamiltonian and ultra-local couplings between the copies, which we argue is gapped with a ground state that approximates a TFD state of the target Hamiltonian. By adiabatically evolving down from strong coupling, we can thus prepare a high-fidelity TFD state. We study two variants of the parent Hamiltonian using numerical methods in two classes of models: mixed field Ising models in one and two dimensions and non-local "spin Sachdev-Ye-Kitaev'' models. In the simpler variant, the parent Hamiltonian ground state has high overlap with a TFD for system sizes accessible to near-term quantum devices. However, the global overlap decays exponentially with the number of qubits, with a small error per degree of freedom. The second variant introduces an additional penalty term which can be tuned to reduce or remove the decay of the overlap with system size. Together with a general ETH-based analysis, these results suggest a broadly applicable method for TFD preparation that is not limited to particular temperatures or geometric locality.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータの大きな約束は、効率的な古典計算の範囲を超えて、多体量子状態の制御された準備である。
最も重要なターゲットは、熱混合状態とその熱場二重(TFD)浄化であり、量子多体物理学や量子重力において中心的な役割を果たす。
固有状態熱化仮説(ETH)に従う有界エネルギースペクトルを持つ対象系に対しては、対象ハミルトニアンの2つのコピーと、対象ハミルトニアンのTFD状態に近似する基底状態との間にある超局所結合から構築された親ハミルトニアンを提示する。
強い結合から断熱的に進化することで、高忠実度TFD状態を作成することができる。
1次元と2次元の混合体イジングモデルと非局所的「Spin Sachdev-Ye-Kitaev'」モデルである。
より単純な変種では、親ハミルトン基底状態は、短期量子デバイスにアクセスできるシステムサイズのためのTFDと高い重なりを持つ。
しかし、大域的な重なり合いは、自由度あたりの誤差が小さくて、キュービットの数とともに指数関数的に崩壊する。
第2の変種は追加のペナルティ項を導入し、システムサイズとの重なり合いの減衰を減らしたり取り除いたりすることができる。
これらの結果は、一般的なETHに基づく解析とともに、特定の温度や幾何学的局所性に限らず、広く適用可能なTFD製剤法であることを示唆している。
関連論文リスト
- SpinGQE: A Generative Quantum Eigensolver for Spin Hamiltonians [42.007194397302825]
基底状態探索は量子コンピューティングの中心である。
我々は、生成量子固有ソルバフレームワークをスピンハミルトニアンに拡張したSpinGQEを提案する。
我々は、低エネルギー状態を生成する量子回路について学ぶために、トランスフォーマーベースのデコーダを用いる。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-03-25T13:38:15Z) - Hysteretic squashed entanglement in many-body quantum systems [42.085941481155295]
多体量子系の絡み合いは空間領域に分散する。
本研究では,二つの領域間の真の量子相関を測る条件付きエンタングルメントである,ヒステリックエンタングルメント$T_sq$を提案する。
我々は、T_sq$が隣接するサブシステムと長距離サブシステムの両方で真の量子相関を検出できることを示した。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-03-10T17:00:49Z) - Quantum Replica Exchange [3.8666327754965373]
レプリカ交換方式の量子アナログを導入する。
局所エネルギー障壁を持つハミルトン群の混合を加速できることを証明した。
我々の研究は、量子ギブスの準備のための厳密な加速メカニズムを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-10-08T17:47:17Z) - Fast Thermalization from the Eigenstate Thermalization Hypothesis [69.68937033275746]
固有状態熱化仮説(ETH)は閉量子系における熱力学現象を理解する上で重要な役割を果たしている。
本稿では,ETHと高速熱化とグローバルギブス状態との厳密な関係を確立する。
この結果はカオス開量子系における有限時間熱化を説明する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-14T18:48:31Z) - Maximal quantum entanglement at exceptional points via unitary and
thermal dynamics [0.3441021278275805]
非エルミート・ハミルトニアンによって支配される最小の開量子系は、複数のプラットフォームで実現されている。
エルミート的あるいは反エルミート的ハミルトニアンを持つ開系の力学について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-15T18:08:14Z) - Perils of Embedding for Quantum Sampling [0.0]
一般的なアプローチは、希望するハミルトニアンをネイティブハミルトニアンに埋め込むことである。
ここでは、横場イジングモデルにおける量子熱サンプリングについて考察する。
我々は、従来よりはるかに大きなサイズとより大きな横フィールド強度を持つシステムをシミュレートする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-12T01:49:52Z) - Programmable quantum simulation of 2D antiferromagnets with hundreds of
Rydberg atoms [43.55994393060723]
合成システムを用いた量子シミュレーションは、優れた量子多体問題を解くための有望な方法である。
ここでは、光ツイーザに閉じ込められた個々の原子のプログラム可能な配列を用いて、象徴的な多体問題を実装する。
我々はこのプラットフォームを、高忠実度で操作された196個の原子を持つ前例のない体制にプッシュする。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-22T19:00:00Z) - Mesoscopic quantum superposition states of weakly-coupled matter-wave
solitons [58.720142291102135]
我々は原子ソリトンジョセフソン接合(SJJ)素子の量子特性を確立する。
量子領域におけるSJJ-モデルは、全粒子数の2乗に比例した有効非線形強度のため、特異な特徴を示すことを示す。
得られた量子状態は、絡み合ったフォック状態の小さな成分が存在する場合、凝縮物からの粒子損失がほとんどないことに抵抗性があることが示されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-26T09:26:19Z) - Hamiltonian operator approximation for energy measurement and ground
state preparation [23.87373187143897]
微分表現を用いて、ハミルトン作用素をプロパゲータの和として近似する方法を示す。
提案手法はハミルトン作用素近似 (HOA) と名付けられ, アナログ量子シミュレータの有効利用を目的としている。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-07T18:11:00Z) - Roadmap for quantum simulation of the fractional quantum Hall effect [0.0]
量子コンピュータを構築する大きな動機は、強く相関した量子システムを効率的にシミュレートするツールを提供することである。
本研究では, 量子コンピュータ上で, 絶対零度まで冷却し, 強磁場で貫通する2次元電子ガスのシミュレーション方法について, 詳細なロードマップを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-05T10:17:21Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。