論文の概要: Determinant Quantum-Quantum Monte Carlo: Coherent Auxiliary-Field Sampling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.28742v1
- Date: Fri, 28 Aug 2026 18:00:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-01 18:31:30.737628
- Title: Determinant Quantum-Quantum Monte Carlo: Coherent Auxiliary-Field Sampling
- Title（参考訳）: 量子量子量子モンテカルロ:コヒーレント補助場サンプリング
- Abstract要約: 量子カルロの演算コアにおける補助場サンプリングと平均化を量子コンピュータに持ち上げる量子アルゴリズムである量子量子量子カルロ(DQ$2$MC)を導入する。
完全な量子プロトコルは、観測可能な干渉振幅を発生させ、マルコフ連鎖とその自己相関時間を完全に排除する。
ハイブリッド量子古典プロトコルは、量子ビットの一定サイズのアクティブブロックを保持し、メトロポリス・ハスティングスの受け入れステップを正確に熱バスドローで置き換える。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.263831889243274
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We introduce determinant quantum-quantum Monte Carlo (DQ$^2$MC), a quantum algorithm that lifts the auxiliary-field sampling and averaging at the operational core of determinant quantum Monte Carlo onto a quantum computer. A determinant oracle synthesizes the DQMC amplitudes directly from a block encoding of the single-particle action matrix via quantum singular value transformations, so that the exponentially many Hubbard-Stratonovich weights are never enumerated, precomputed, or stored. Since the fermions are free for fixed auxiliary fields, the construction operates entirely at the single-particle level, requiring $O(\log N_{\mathrm{st}})$ system qubits and no Jordan-Wigner or Bravyi-Kitaev encoding, where $N_{\mathrm{st}}$ is the space-time volume. A full-quantum protocol makes observables interference amplitudes, eliminating the Markov chain and its autocorrelation time altogether; a hybrid quantum-classical protocol retains a constant-size active block of qubits and replaces the Metropolis-Hastings acceptance step with an exact heat-bath draw, so that cluster updates of any size are rejection-free, and passes only classical information between updates, admitting parallel tempering and distributed execution across quantum processors. The circuit-depth scales more favorably with spatial volume than classical DQMC, at the price of a post-selection overhead determined exactly by the largest target probability --- polynomial for smooth distributions, exponential for sharply peaked ones. Finally, the reweighting estimator underlying the fermion sign problem maps exactly onto a quantum weak value, placing the exponential cost of sign-problematic DQMC in precise correspondence with the post-selection overhead of weak-value extraction.
- Abstract（参考訳）: 本稿では, 量子コンピュータ上での量子カルロの演算コアにおける補助場サンプリングと平均化を行う量子アルゴリズムである, 決定量子量子カルロ(DQ$^2$MC)を紹介する。
行列式オラクルは、量子特異値変換によって単一粒子の作用行列を符号化したブロックから直接DQMC振幅を合成し、指数的に多くのハバード・ストラトノヴィッチ重みが列挙、プリ計算、保存されることはない。
フェルミオンは固定された補助体に対しては自由であるため、構成は完全に単粒子レベルで動作し、$O(\log N_{\mathrm{st}})$ system qubits と、Jordan-Wigner や Bravyi-Kitaev の符号化は不要である。
ハイブリッド量子古典プロトコルは、量子ビットの一定サイズのアクティブブロックを保持し、メトロポリス・ハスティングスの受け入れステップを正確に熱バスドローで置き換え、任意のサイズのクラスタ更新が拒絶されることなく、更新間で古典的な情報のみを渡す。
回路深度は古典的DQMCよりも空間体積でより良好にスケールし、選択後のオーバーヘッドは、滑らかな分布の多項式、急激なピークの多項式によって正確に決定される。
最後に、フェルミオン符号問題の根底にある重み付け推定器は、量子弱値に正確にマッピングし、符号プロブレマティックDQMCの指数コストを、弱値抽出の選択後のオーバーヘッドと正確に一致させる。
関連論文リスト
- Thermodynamic-limit dispersion relations on trapped-ion quantum hardware [1.5006258585503878]
量子アルゴリズム(NLCE+QA)を用いた数値リンククラスタ展開を行う。
量子アルゴリズムでは、古典的なデバイスで訓練された変分量子固有解法(VQE)と同様に、断熱状態の準備(ASP)を考える。
最後の期待値は、私たちがCXテストと呼ぶアダマールテストに代わる新しい方法を用いて、QPUから得られる。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-05-27T15:16:30Z) - Auxiliary-Field Quantum Monte Carlo on Quantum Hardware via Unitary Dilation [3.3636842548621275]
補助場量子モンテカルロ(AFQMC)の短期量子アルゴリズムを提案する。
我々は,Magnus展開を最大2階まで拡張することで,各軌道を一括的に一体生成器の列に変換する。
これにより、プロジェクターのダイナミクスはユニタリ進化へと持ち上げられ、レギュラー$|| =O$でコヒーレントな回路の実行を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-03-11T18:05:32Z) - Identifying quantum coherence in quantum annealers [37.067444579637076]
アナログ量子シミュレータにおけるシステムワイドコヒーレンス同定のための診断手段として,多体コヒーレント振動(MBCO)を用いる。
この研究は、ノイズの多い大規模量子プラットフォームにおける量子コヒーレンス探索の一般的なロードマップを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-02-24T20:39:41Z) - Topological control of quantum speed limits [55.2480439325792]
量子状態が完全に分散していないとしても、この状態のQFIは運動量分解される。
我々は、(分散のない)位相位相相において$sqrt|C|$としてスケールする量子速度制限上の境界を見つける。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-21T18:00:07Z) - Quantum Circuits for the Metropolis-Hastings Algorithm [0.0]
量子コンピュータはメトロポリス・ハスティング(MH)シミュレーションの高速化を期待されている。
本稿では,古典的提案受容論理に従う量子ウォーク構成を提案する。
我々は、MH Markov Chain Monte-Carloシミュレーションのためのエンドツーエンドの2次高速化を期待する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-06-13T08:31:33Z) - Entanglement renormalization circuits for $2d$ Gaussian Fermion States [0.0]
マルチスケールエンタングルメント再正規化アンサッツ(MERA)に基づくガウスフェルミオン状態の量子回路圧縮アルゴリズムを提案する。
このアルゴリズムは、トポロジカルに自明な絶縁体、チャーン絶縁体、臨界ディラック半金属を含む、領域法的な絡み合った状態を正確に捉えることが示されている。
また,システムサイズに依存しない定数パウリ重みを持つキュービットパウリ回転によるフェルミオン回転の実現が可能な,拡張された2d$トポロジカル順序に基づく新しいフェルミオン・ツー・キュービット符号化方式を開発した。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-06-04T17:44:17Z) - Accelerating Quantum Reinforcement Learning with a Quantum Natural Policy Gradient Based Approach [36.05085942729295]
本稿では、古典的なNPG推定器で使用されるランダムサンプリングを決定論的勾配推定手法で置き換える量子自然ポリシー勾配(QNPG)アルゴリズムを提案する。
提案したQNPGアルゴリズムは、量子オラクルへのクエリに対する$tildemathcalO(epsilon-1.5)$のサンプル複雑性を達成し、マルコフ決定プロセス(MDP)へのクエリに対する$tildemathcalO(epsilon-2)$の古典的な下界を大幅に改善する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-01-27T17:38:30Z) - Quantum Homogenization as a Quantum Steady State Protocol on NISQ Hardware [42.52549987351643]
量子ホモジェナイゼーション(quantum homogenization)は、貯水池に基づく量子状態近似プロトコルである。
我々は、標準的な量子同化プロトコルを、動的に等価(mathttSWAP$)$alpha$の定式化に拡張する。
提案プロトコルは,コード部分空間の修正が可能な完全正のトレース保存(CPTP)マップを生成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-19T05:50:54Z) - The Power of Unentangled Quantum Proofs with Non-negative Amplitudes [55.90795112399611]
非負の振幅を持つ非絡み合った量子証明のパワー、つまり $textQMA+(2)$ を表すクラスについて研究する。
特に,小集合拡張,ユニークなゲーム,PCP検証のためのグローバルプロトコルを設計する。
QMA(2) が $textQMA+(2)$ に等しいことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-29T01:35:46Z) - Randomized semi-quantum matrix processing [0.0]
汎用行列関数をシミュレートするためのハイブリッド量子古典的フレームワークを提案する。
この方法は、対象関数のチェビシェフ近似上のランダム化に基づいている。
コストのかかるパラメータの2次高速化を含む,平均深度に対する利点を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-21T18:00:28Z) - Quantum Gram-Schmidt Processes and Their Application to Efficient State
Read-out for Quantum Algorithms [87.04438831673063]
本稿では、生成した状態の古典的ベクトル形式を生成する効率的な読み出しプロトコルを提案する。
我々のプロトコルは、出力状態が入力行列の行空間にある場合に適合する。
我々の技術ツールの1つは、Gram-Schmidt正則手順を実行するための効率的な量子アルゴリズムである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-14T11:05:26Z)
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。