論文の概要: Trading Imaginary Time for Randomness in Ground State Preparation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.00443v1
- Date: Sat, 01 Aug 2026 04:48:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-04 15:07:24.662165
- Title: Trading Imaginary Time for Randomness in Ground State Preparation
- Title（参考訳）: 地中準備におけるランダム性の取引イマジナリー時間
- Abstract要約: ITEとリアルタイムの進化を組み合わせ、慎重に設計された分布からランダムな時間に印加する。
リアルタイム進化はユニタリであるため、ブラックボックスITEの実装のコストは2倍に削減できる。
非可積分イジングチェーンのノイズ回路レベルシミュレーションにおいて,本アルゴリズムの効率を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.208214527322996
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Imaginary-time evolution (ITE) is a foundational method for ground state preparation on quantum computers. However, because ITE is non-unitary, existing implementations incur a sample complexity and/or classical cost that scales exponentially with the target imaginary time $β$. Moreover, the state itself converges slower than the energy, making accurate estimation of arbitrary ground state observables even more expensive. In this work, we improve upon standard ITE by introducing twirled imaginary-time evolution (TITE), which pairs ITE with real-time evolution applied for a random duration drawn from a carefully designed distribution. We prove that this randomization quadratically suppresses the trace distance to the ground state, and thus also the error of arbitrary observables, which allows roughly half of the imaginary time to be replaced with real-time evolution ($β\mapsto β/2$) while maintaining the same level of accuracy. Because real-time evolution is unitary and does not incur an overhead in sample complexity or classical computation, this affords a quadratic reduction in the cost of any black-box ITE implementation, including Trotterization and quantum imaginary-time evolution. We demonstrate the efficiency of our algorithm in noisy circuit-level simulations of a non-integrable Ising chain, showing substantial improvements over standard ITE.
- Abstract（参考訳）: Imaginary-time Evolution (ITE) は、量子コンピュータにおける基底状態生成の基礎的手法である。
しかし、ITEは単体ではないため、既存の実装では、対象の虚数時間と指数関数的にスケールするサンプルの複雑さと/または古典的なコストが生じる。
さらに、状態自体がエネルギーよりも遅く収束し、任意の基底状態の正確な推定がさらに高価になる。
そこで本研究では,Twirled imaginary-time evolution (TITE)を導入し,実時間とリアルタイムの進化を組み合わせ,入念に設計した分布から無作為な時間にITEを適用した。
このランダム化は、基底状態へのトレース距離を2次に抑制し、従って任意の観測値の誤差も示し、これは想像時間の約半分を同じ精度を維持しながらリアルタイム進化(β\mapsto β/2$)に置き換えることを可能にする。
リアルタイムの進化はユニタリであり、サンプルの複雑さや古典的な計算のオーバーヘッドを生じさせないため、これはトロタライゼーションや量子想像時間進化を含むブラックボックスITE実装のコストを2次的に削減することができる。
我々は,非可積分Isingチェーンのノイズ回路レベルシミュレーションにおいて,本アルゴリズムの効率を実証し,標準ITEよりも大幅に改善したことを示す。
関連論文リスト
- From Atoms to Entropy: Optimal Noise Allocation for Diffusion Training in the Convex Regime [52.459513910242485]
拡散訓練における最適な雑音レベルアロケーションを研究するための一般統計フレームワークを開発する。
最適化されたトレーニングスケジュールは、有限個のノイズレベルに集中した原子最小値を持つことを示す。
次に,大規模実験におけるエントロピック・スケジュールの評価を行った。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-07-10T20:59:06Z) - Augmenting Imaginary-Time Evolution with Local Geometric Information [2.141079906482723]
Imaginary-time Evolution (ITE) は、量子シミュレーションと量子多体物理学における基底状態の準備のための幅広いアルゴリズムのファミリーを支える。
エネルギー景観の標準勾配流に取って代わる拡張された想像時間進化フレームワークを導入する。
結果として得られるフローは、進化全体を通して標準ITEよりも厳密に優れています。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-06-22T20:53:36Z) - The problem of time: a path integral view [47.21208639026933]
シュルディンガーの進化は、時計の自由度が特定され、半古典的良時計状態に置かれるとどのように現われるかを示す。」
我々の分析は、一般の共変系の経路積分の定式化まで(重力を含む)作用$S$にまで拡張する結果をもたらす。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-05-18T06:43:38Z) - Rennala MVR: Improved Time Complexity for Parallel Stochastic Optimization via Momentum-Based Variance Reduction [45.88028371034407]
平均次元の滑らかさ仮定の下では、分散の低減は異種系の時間複雑性を改善することが示される。
本稿では、モーメントに基づく分散還元に基づくRennala SGDの分散還元拡張であるRennala MVRを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-05-09T10:46:59Z) - Real-time dynamics of false vacuum decay [49.1574468325115]
非対称二重井戸電位の準安定最小値における相対論的スカラー場の真空崩壊について検討した。
我々は,2粒子既約(2PI)量子実効作用の非摂動的枠組みを,Nの大規模展開において次から次へと誘導する順序で採用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-06T12:44:48Z) - Adiabatic quantum imaginary time evolution [0.0]
本稿では,ハミルトニアンの下での量子想像時間進化を実装した断熱的状態準備プロトコルを提案する。
オリジナルの量子想像時間進化アルゴリズムとは異なり、断熱的量子想像時間進化はその実行中に量子状態トモグラフィーを必要としない。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-07T04:27:30Z) - Optimal scheduling in probabilistic imaginary-time evolution on a
quantum computer [0.6615826432503729]
確率的想像時間進化(PITE)は、ハミルトニアンの基底状態を作るための有望な候補である。
仮想時間ステップサイズの線形および指数的スケジューリングのためのPITE法の計算コストを解析する。
この研究の結果は、量子コンピュータ上での多体ハミルトニアンの基底状態準備の分野に大きく貢献することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-08T10:20:57Z) - Non-unitary Trotter circuits for imaginary time evolution [0.0]
本稿では、トロッター分解リアルタイム進化のための、確立されたパウリガジェットプリミティブに匹敵する想像時間を提案する。
このスキームは、横イジングモデルとフェルミオンハバードモデルで試験され、システムの基底状態に収束することが示されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-16T23:37:34Z) - Projection algorithm for state preparation on quantum computers [0.0]
本稿では,量子ハードウェア上で多体系の状態を作成するための効率的な方法を提案する。
まず個々の量子数を分離し、次に時間進化を用いてエネルギーを分離する。
正確な解法のために進化した総時間は、試行状態のスペクトル範囲とギャップと最低励起状態との比に比例する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-19T00:19:55Z) - Simulating scalar field theories on quantum computers with limited
resources [62.997667081978825]
量子ビットコンピュータ上での格子スカラー場理論を実装するための量子アルゴリズムを提案する。
このアルゴリズムは、通常の対称性相と壊れた対称性相の両方において、幅広い入力パラメータの効率的な$phi4$状態の準備を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-14T17:28:15Z) - Self-healing of Trotter error in digital adiabatic state preparation [52.77024349608834]
完全断熱進化の1次トロッター化は、一般的なトロッター誤差境界から期待される$mathcal O(T-2 delta t2)$の代わりに$mathcal O(T-2 delta t2)$にスケールする累積不整性を持つことを示す。
この結果は自己修復機構を示唆し、T$の増大にもかかわらず、固定$$delta t$のデジタル化進化の不完全性が、多種多様なハミルトニアンに対して依然として減少している理由を説明する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-13T18:05:07Z) - Improved algorithms of quantum imaginary time evolution for ground and
excited states of molecular systems [0.0]
量子想像時間進化(Quantum imaginary Time Evolution、QITE)は、最近提案された量子古典ハイブリッドアルゴリズムであり、システムの最低状態に達することが保証されている。
基礎となるQITE方程式のオーダー・バイ・オーダーの導出を解析し,理論的に確立された修正を提案する。
また、仮想時間進化状態のノルムを正確に推定し、励起状態計算に適用する方法についても論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-04T10:32:16Z)
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。