論文の概要: Unitary $k$-designs without Hamiltonian quenches

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.20640v2
• Date: Thu, 30 Jul 2026 07:46:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-31 12:52:12.244221
• Title: Unitary $k$-designs without Hamiltonian quenches
• Title（参考訳）: ハミルトンクエンチを持たないユニタリ$k$-Designs
• Abstract要約: ユニタリ設計は、ハールランダムネスを所望の順序までエミュレートするためのリソース効率のよいフレームワークを提供する。 固定ハミルトニアンの下でのユニタリ進化を2つのパウリ演算子挿入で分散する2PKプロトコルを導入する。 このプロトコルは、ガウス確率行列、MajoranaおよびSpin Sachdev-Ye-Kitaevモデル、および決定論的局所量子スピン鎖の単一実現に対して検証する。
• 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: Unitary designs provide a resource-efficient framework for emulating Haar randomness up to a desired order. Quench-based protocols have recently been shown to generate such designs, but achieving this typically requires multiple Hamiltonian realizations, even when using temporal ensembles. Here, we show that no Hamiltonian quenches are required: a single chaotic Hamiltonian is sufficient to generate approximate unitary $k$-designs, even when that Hamiltonian is spatially local. We introduce a two-Pauli-kick (2PK) protocol, in which unitary evolution under a fixed Hamiltonian is interspersed with two Pauli operator insertions (kicks). By evaluating the frame potential, we demonstrate that the resulting ensemble approaches the Haar value. We verify this protocol for single realizations of Gaussian random matrices, the Majorana and Spin Sachdev-Ye-Kitaev models, and deterministic local quantum spin chains. Remarkably, in these deterministic spin systems, the 2PK protocol generates approximate unitary designs in regimes where conventional quench-based protocols are either inapplicable or fail to converge. Furthermore, our protocol provides a finite-temperature extension of the frame potential and establishes an analytic bound in terms of the equilibrium partition function. We discuss a holographic perspective on this mechanism.
• Abstract（参考訳）: ユニタリ設計は、ハールランダムネスを所望の順序までエミュレートするためのリソース効率のよいフレームワークを提供する。 クエンチベースのプロトコルは、最近そのような設計を生成することが示されているが、これを達成するためには通常、時間的アンサンブルを用いても、複数のハミルトン実現が必要である。 ここでは、ハミルトニアンのクエンチは不要であることが示される: 1つのカオスハミルトニアンが、空間的に局所である場合でも、近似したユニタリな$k$-設計を生成するのに十分である。 固定ハミルトニアンの下でのユニタリ進化を2つのパウリ作用素挿入(キック)で分散する2PKプロトコルを導入する。 フレームポテンシャルを評価することにより、得られたアンサンブルがハール値に近づくことを示す。 このプロトコルは、ガウス確率行列、MajoranaおよびSpin Sachdev-Ye-Kitaevモデル、および決定論的局所量子スピン鎖の単一実現に対して検証する。 注目すべきは、これらの決定論的スピンシステムにおいて、2PKプロトコルは、従来のクエンチベースのプロトコルが適用できないか、収束できない状態において、近似ユニタリな設計を生成することである。 さらに、このプロトコルは、フレームポテンシャルの有限温度拡張を提供し、平衡分割関数の観点から解析的境界を確立する。 本機構のホログラフィック的視点について論じる。

関連論文リスト

• Spin-coherent quantum designs [0.0]
  正準有限コヒーレント状態式は、サンプリングポイントが球面$(2J+S)$-designを形成する場合にのみ、階数$S$セクター内のすべての作用素を正確に再構成することを示す。 スピン作用素のモーメントをこれらの構造から推定するための実用的なプロトコルを導出し、偏光度、磁気学、量子状態トモグラフィーに直接適用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-08-11T18:00:06Z)
• Unitary designs from perturbed time evolutions of a chaotic Hamiltonian [2.8651557030899144]
  ユニタリ設計は量子情報処理におけるハールランダムユニタリの効率的な代用を提供する。 中間的ユニタリ摂動を持つ1つのカオスハミルトニアンの時間発展に基づくプロトコルを提案し、ユニタリ設計を生成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-07-25T08:44:01Z)
• The log log jam in Gaussian state tomography [30.395638404311537]
  ガウス測度を使用するプロトコルは、絡み合ったり、適応的に選択されたプロトコルであっても、$log log E$Dependencyを発生させなければならない。 非常に絡み合った非ガウス測度では、$O(n2 / 2)$サンプルで$n$モードの純粋なガウス状態を学ぶことができ、$E$とは独立である。 我々の結果は、量子学習における適応性、絡み合い、魔法の間の興味深い相互作用に新たな光を当てた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-07-14T17:25:43Z)
• Attention-based optimizer for symmetry finding [32.58639026625496]
  ハミルトンのパウリ対称性を探索する最適化フレームワークを提案する。 我々のフレームワークは、パウリ文字列間のペアワイドおよび高階相関を符号化するために自己アテンションを用いる。 提案手法は, 最先端戦略と比較して, ほぼ決定論的確率で成功し, 極めて有利であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-05-28T18:00:13Z)
• On the Approximation Complexity of Matrix Product Operator Born Machines [27.03788036535737]
  行列積演算子ボーンマシン(英: Matrix product operator Born Machine、MPO-BM)は、確率的モデリングのための引き込み可能なテンソルネットワークモデルである。 我々はKL近似が連続的にMPO-BMに対してNPハードであることを証明する。 また、損失誘起ハミルトニアンの局所性とスペクトルギャップ条件下では、構造的目標が結合と証明可能なKL保証とのMPO-BM近似を許容していることも示している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-05-12T03:38:49Z)
• Unitary Designs from Two Chaotic Hamiltonians and a Random Pauli Operation [11.426625530759457]
  ユニタリデザインは 量子科学の基本的な関心事です 最近の研究は、少数の量子クエンチのみを用いてユニタリ設計を生成する可能性を探っている。 本稿では、2つのカオスハミルトニアンの下で進化したキュービット系の時間的アンサンブルにおけるユニタリ設計の出現を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-04-11T09:35:45Z)
• Quantum Scrambling Born Machine [0.0]
  量子生成モデリングでは、ボルン則が確率分布を自然に定義しており、量子コンピューティングの短期的応用として有望である。 固定エンタングリングユニタリーがマルチキュービットの絡み合いを提供する量子スクランブルボルンマシンを提案し, 単一キュービット回転のみを最適化する。 本研究では, ベンチマーク分布とシステムサイズを考慮した場合, エンタングルがほぼハール型エンタングルメントを生成すると, スクランブラの微視的起源に対して弱い感度で対象分布を学習することを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-02-19T11:33:56Z)
• Random unitaries from Hamiltonian dynamics [37.08488662212577]
  真にランダムなユニタリからの時間非依存なハミルトン力学の不明瞭性について検討する。 一次元にランダム多元系ハミルトンのアンサンブルが存在することを証明し、一定の進化時間の下では、結果として生じる時間進化のユニタリはハールランドムと区別できない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-10-09T16:46:55Z)
• A non-Hermitian Su-Schrieffer-Heeger model with the energy levels of free parafermions [0.0]
  我々は単位セル毎に$p$軌道を持つ自由フェルミオンに対して非エルミートモデルを生成する。 グラフェンへのアプローチも適用し、単層グラフェンの平方根ハミルトニアンに$AA$スタックされた二層グラフェンが進化することを示した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-08-15T17:11:24Z)
• Qubit encodings for lattices of dipolar planar rotors [39.58317527488534]
  平面回転子格子ハミルトンの2つの量子ビット表現について検討する。 最初の表現は、ローターハミルトンプロジェクターを二進法で分解し、スピン1/2プロジェクターにマッピングすることで実現される。 第二のアプローチは、平面ローター格子ヒルベルト空間をより大きな空間に埋め込み、関連する量子ビット符号化系を物理的自由度まで投影する商空間として回収することに依存する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-07-23T21:48:20Z)
• Zero-Fluctuation Quantum Work Extraction [0.7252027234425332]
  量子システムから作業を取り出すための決定論的プロトコルの可能性について検討する。 系の十分なコピーがあれば、ハミルトニアンが有理スペクトルを持つならば、そのようなゼロゆらぎプロトコルは常に存在することが証明される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-26T19:01:42Z)
• An efficient and exact noncommutative quantum Gibbs sampler [1.9218741065333018]
  任意の非可換ハミルトニアンのギブス状態に対して、効率よく実装可能で正確に詳細バランスの取れたリンドブラディアンを初めて構築する。 我々の構成は、メトロポリス・ハスティングスアルゴリズムの連続時間量子アナログと見なすこともできる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-11-15T18:51:24Z)
• A hybrid quantum algorithm to detect conical intersections [39.58317527488534]
  実分子ハミルトニアンに対して、ベリー相は選択された経路に沿って変分アンザッツの局所的最適性をトレースすることによって得られることを示す。 フォーマルジミン分子の小さな玩具モデルへのアルゴリズムの適用を数値的に示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-12T18:00:01Z)
• Sparse random Hamiltonians are quantumly easy [105.6788971265845]
  量子コンピュータの候補は、量子システムの低温特性をシミュレートすることである。 本稿は、ほとんどのランダムハミルトニアンに対して、最大混合状態は十分に良い試行状態であることを示す。 位相推定は、基底エネルギーに近いエネルギーの状態を効率的に生成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-07T10:57:36Z)
• Topological study of a Bogoliubov-de Gennes system of pseudo spin-$1/2$ bosons with conserved magnetization in a honeycomb lattice [0.0]
  我々は、ハニカム格子内のボソン系の擬ハーミティティーを持つ非エルミティアンハミルトニアンを考える。 このようなシステムは、時間反転対称性の下でトポロジカルアンプとして機能する。 半無限平面におけるHaldaneモデルのエッジモードに対する便利な解析記述を構築する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-07T02:00:12Z)
• Proof of the Contiguity Conjecture and Lognormal Limit for the Symmetric Perceptron [21.356438315715888]
  我々は、ニューラルネットワークの単純なモデルである対称バイナリパーセプトロンモデルを検討する。 このモデルのためのいくつかの予想を確立する。 この証明手法は,小さなグラフ条件付け手法の密な反部分に依存する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-25T18:39:08Z)
• State preparation and measurement in a quantum simulation of the O(3) sigma model [65.01359242860215]
  我々は,非線型O(3)シグマモデルの固定点が,格子サイトあたり2キュービットしか持たないスピンモデルの量子相転移付近で再現可能であることを示す。 本稿では,弱い結合状態と量子臨界状態の両方において,断熱的基底状態の準備が複雑になる結果を得るためにトロッター法を適用した。 非単位ランダム化シミュレーション法に基づく量子アルゴリズムの提案と解析を行う。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-28T23:44:12Z)
• Proposal to measure out-of-time-ordered correlations using Bell states [0.0]
  無限温度外秩序相関(OTOC)を実験的に測定するためのプロトコルを提案する。 OTOCは、システム内で衝突する量子情報のプローブである。 2つの絡み合ったシステムを用意してOTOCが得られることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-26T16:51:32Z)

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。