Fórmulas de trotterización mínima para un hamiltoniano dependiente del tiempo

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Tatsuhiko N.Ikeda^1,2,3, Asir Abrar⁴, Isaac L. Chuang⁵y Sho Sugiura^4,6

¹Centro RIKEN de Computación Cuántica, Wako, Saitama 351-0198, Japón
²Departamento de Física, Universidad de Boston, Boston, Massachusetts 02215, EE. UU.
³Instituto de Física del Estado Sólido, Universidad de Tokio, Kashiwa, Chiba 277-8581, Japón
⁴Laboratorio de Física e Informática, NTT Research, Inc., 940 Stewart Dr., Sunnyvale, California, 94085, EE. UU.
⁵Departamento de Física, Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación, y Centro de Codiseño para Quantum Advantage, Instituto de Tecnología de Massachusetts, Cambridge, Massachusetts 02139, EE. UU.
⁶Laboratorio de Ciencias Nucleares, Instituto Tecnológico de Massachusetts, Cambridge, 02139, MA, EE. UU.

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Resumen

Cuando un propagador de tiempo $e^{delta t A}$ para la duración $delta t$ consta de dos partes no conmutantes $A=X+Y$, la trotterización descompone aproximadamente el propagador en un producto de exponenciales de $X$ e $Y$ . Se han utilizado varias fórmulas de trotterización en computadoras cuánticas y clásicas, pero se sabe mucho menos de la trotterización con el generador dependiente del tiempo $A(t)$. Aquí, para $A(t)$ dado por la suma de dos operadores $X$ e $Y$ con coeficientes dependientes del tiempo $A(t) = x(t) X + y(t) Y$, desarrollamos un Enfoque sistemático para derivar fórmulas de trotterización de alto orden con exponenciales mínimos posibles. En particular, obtenemos fórmulas de trotterización de cuarto y sexto orden que involucran siete y quince exponenciales, respectivamente, que no son más que las de los generadores independientes del tiempo. También construimos otra fórmula de cuarto orden que consta de nueve exponenciales que tienen un coeficiente de error menor. Finalmente, comparamos numéricamente las fórmulas de cuarto orden en una simulación hamiltoniana para una cadena cuántica de Ising, mostrando que la fórmula de 9 exponenciales acompaña errores más pequeños por puerta cuántica local que la conocida fórmula de Suzuki.

Fórmulas de trotterización mínima para una inteligencia de datos PlatoBlockchain hamiltoniana dependiente del tiempo. Búsqueda vertical. Ai.

► datos BibTeX

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arXiv: 2307.10327

Citado por

[1] Hongzheng Zhao, Marin Bukov, Markus Heyl y Roderich Moessner, "Trotterización adaptativa para la dinámica cuántica hamiltoniana dependiente del tiempo utilizando leyes de conservación instantáneas", arXiv: 2307.10327, (2023).

[2] Tatsuhiko N. Ikeda y Keisuke Fujii, "Trotter24: una trotterización de tamaño escalonado adaptativa con precisión garantizada para simulaciones hamiltonianas", arXiv: 2307.05406, (2023).

[3] Pooja Siwach, Kaytlin Harrison y A. Baha Balantekin, “Oscilaciones colectivas de neutrinos en una computadora cuántica con algoritmo híbrido cuántico-clásico”, Revisión física D 108 8, 083039 (2023).

Las citas anteriores son de ANUNCIOS SAO / NASA (última actualización exitosa 2023-11-06 13:45:47). La lista puede estar incompleta ya que no todos los editores proporcionan datos de citas adecuados y completos.

No se pudo recuperar Crossref citado por datos durante el último intento 2023-11-06 13:45:46: No se pudieron obtener los datos citados por 10.22331 / q-2023-11-06-1168 de Crossref. Esto es normal si el DOI se registró recientemente.

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Fuente: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-11-06-1168/

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