Összetett kvantumszimulációk

Újra kiadta Platón

Követő: 0

Composite Quantum Simulations PlatoBlockchain Data Intelligence. Függőleges keresés. Ai.

Matthew Hagan¹ és Nathan Wiebe^2,3,4

¹Fizikai Tanszék, Torontói Egyetem, Toronto ON, Kanada
²Számítástechnikai Tanszék, Torontói Egyetem, Toronto ON, Kanada
³Pacific Northwest National Laboratory, Richland Wa, USA
⁴Canadian Institute for Advanced Study, Toronto ON, Kanada

Érdekesnek találja ezt a cikket, vagy szeretne megvitatni? Scite vagy hagyjon megjegyzést a SciRate-en.

Absztrakt

Ebben a cikkben keretet adunk több kvantumszimulációs módszer, például a Trotter-Suzuki képletek és a QDrift kombinálására egyetlen összetett csatornában, amely a kapuszám csökkentését szolgáló régebbi egyesülési ötletekre épít. Megközelítésünk központi ötlete egy olyan particionálási séma használata, amely a szimuláción belül egy Hamilton-tagot rendel a csatorna Trotter vagy QDrift részéhez. Ez lehetővé teszi, hogy kicsi, de sok kifejezést szimuláljunk a QDrift segítségével, míg a nagyobb kifejezéseket egy magas rendű Trotter-Suzuki képlet segítségével szimuláljuk. Szigorú korlátokat bizonyítunk az összetett csatorna és az ideális szimulációs csatorna közötti gyémánttávolságra, és megmutatjuk, hogy az összetett csatorna megvalósításának költsége milyen feltételek mellett van aszimptotikusan felső határa azoknak a módszereknek, amelyek tartalmazzák mind a feltételek valószínűségi felosztására, mind a determinisztikus particionálásra. Végül tárgyaljuk a particionálási sémák meghatározására szolgáló stratégiákat, valamint a különböző szimulációs módszerek ugyanazon kereten belüli beépítésére szolgáló módszereket.

► BibTeX adatok

@cikk{Hagan2023kompozitkvantum, doi = {10.22331/q-2023-11-14-1181}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-11-14-1181}, cím = {Összetett Q}uantum {S}imulations}, szerző = {Hagan, Matthew és Wiebe, Nathan}, folyóirat = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, kiadó = {{Verein zur F{“{o}} rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, kötet = {7}, oldal = {1181}, hónap = nov, év = {2023} }

► Referenciák

[1] James D Whitfield, Jacob Biamonte és Alán Aspuru-Guzik. „A hamiltoni elektronszerkezet szimulációja kvantumszámítógépekkel”. Molecular Physics 109, 735–750 (2011). url: https:///doi.org/10.1080/00268976.2011.552441.
https:///doi.org/10.1080/00268976.2011.552441

[2] Stephen P Jordan, Keith SM Lee és John Preskill. „Kvantum-algoritmusok kvantumtérelméletekhez”. Science 336, 1130–1133 (2012). url: https:///doi.org/10.1126/science.1217069.
https:///doi.org/10.1126/science.1217069

[3] Markus Reiher, Nathan Wiebe, Krysta M Svore, Dave Wecker és Matthias Troyer. „Reakciómechanizmusok feltárása kvantumszámítógépeken”. Proceedings of the National Academy of Sciences 114, 7555–7560 (2017). url: https:///doi.org/10.1073/pnas.1619152114.
https:///doi.org/10.1073/pnas.1619152114

[4] Ryan Babbush, Dominic W. Berry és Hartmut Neven. „A Sachdev-ye-Kitaev modell kvantumszimulációja aszimmetrikus kvbitizálással”. Phys. Rev. A 99, 040301 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.99.040301

[5] Yuan Su, Dominic W. Berry, Nathan Wiebe, Nicholas Rubin és Ryan Babbush. „A kémia hibatűrő kvantumszimulációi az első kvantálásban”. PRX Quantum 2, 040332 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.040332

[6] Thomas E. O'Brien, Michael Streif, Nicholas C. Rubin, Raffaele Santagati, Yuan Su, William J. Huggins, Joshua J. Goings, Nikolaj Moll, Elica Kyoseva, Matthias Degroote, Christofer S. Tautermann, Joonho Lee, Dominic W Berry, Nathan Wiebe és Ryan Babbush. „A molekuláris erők és más energiagradiensek hatékony kvantumszámítása”. Phys. Rev. Res. 4, 043210 (2022).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevResearch.4.043210

[7] Dorit Aharonov és Amnon Ta-Shma. „Adiabatikus kvantumállapot generálás és statisztikai nulla tudás”. In Proceedings of the 20. éves ACM szimpózium a számítástechnika elméletéről. 29–2003. oldal. (10.1145). url: https:///doi.org/780542.780546/XNUMX.
https:///doi.org/10.1145/780542.780546

[8] Dominic W Berry, Graeme Ahokas, Richard Cleve és Barry C Sanders. „Hatékony kvantum-algoritmusok ritka hamiltoniak szimulálására”. Communications in Mathematical Physics 270, 359–371 (2007). url: https:///doi.org/10.1007/s00220-006-0150-x.
https:///doi.org/10.1007/s00220-006-0150-x

[9] Dominic W. Berry, Andrew M. Childs, Richard Cleve, Robin Kothari és Rolando D. Somma. „A hamiltoni dinamika szimulálása csonka taylor sorozattal”. Phys. Rev. Lett. 114, 090502 (2015).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.090502

[10] Andrew M. Childs, Aaron Ostrander és Yuan Su. "Gyorsabb kvantumszimuláció véletlenszerűsítéssel". Quantum 3, 182 (2019).
https://doi.org/10.22331/q-2019-09-02-182

[11] Guang Hao Low és Isaac L. Chuang. „Hamiltoni szimuláció qubitizációval”. Quantum 3, 163 (2019).
https://doi.org/10.22331/q-2019-07-12-163

[12] Guang Hao Low, Vadym Kliuchnikov és Nathan Wiebe. „Jól kondicionált többtermékes Hamilton-szimuláció” (2019). url: https:///doi.org/10.48550/arXiv.1907.11679.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1907.11679

[13] Guang Hao Low és Nathan Wiebe. „Hamiltoni szimuláció az interakciós képben” (2019). arXiv:1805.00675.
arXiv: 1805.00675

[14] Earl Campbell. „Véletlenszerű fordító a gyors Hamilton-szimulációhoz”. Phys. Rev. Lett. 123, 070503 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.070503

[15] Nathan Wiebe, Dominic Berry, Peter Høyer és Barry C Sanders. „Rendezett operátor-exponenciálisok magasabb rendű dekompozíciói”. Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 43, 065203 (2010).
https://doi.org/10.1088/1751-8113/43/6/065203

[16] Andrew M. Childs, Yuan Su, Minh C. Tran, Nathan Wiebe és Shuchen Zhu. „Az ügetőhiba elmélete kommutátor skálázással”. Phys. Rev. X 11, 011020 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.11.011020

[17] Dominic W. Berry, Andrew M. Childs, Yuan Su, Xin Wang és Nathan Wiebe. „Időfüggő Hamilton-szimuláció $L^1$-norma skálázással”. Quantum 4, 254 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-04-20-254

[18] Dave Wecker, Béla Bauer, Bryan K. Clark, Matthew B. Hastings és Matthias Troyer. "Gate-count becslések kvantumkémia végrehajtásához kis kvantumszámítógépeken". Fizikai Szemle A 90 (2014).
https:///doi.org/10.1103/physreva.90.022305

[19] David Poulin, Matthew B Hastings, Dave Wecker, Nathan Wiebe, Andrew C Doherty és Matthias Troyer. „A kvantumkémia pontos kvantumszimulációjához szükséges ügető lépésméret” (2014). url: https:///doi.org/10.48550/arXiv.1406.4920.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1406.4920

[20] Ian D Kivlichan, Christopher E Granade és Nathan Wiebe. „Fázisbecslés randomizált hamiltoniánusokkal” (2019). arXiv:1907.10070.
arXiv: 1907.10070

[21] Abhishek Rajput, Alessandro Roggero és Nathan Wiebe. „Hibridizált módszerek kvantumszimulációhoz az interakciós képben”. Quantum 6, 780 (2022).
https://doi.org/10.22331/q-2022-08-17-780

[22] Yingkai Ouyang, David R. White és Earl T. Campbell. „Összeállítás sztochasztikus hamiltoni ritkítással”. Quantum 4, 235 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-02-27-235

[23] Shi Jin és Xiantao Li. „Részlegesen véletlenszerű ügetőalgoritmus kvantum-Hamilton-szimulációkhoz” (2021). url: https:///doi.org/10.48550/arXiv.2109.07987.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2109.07987

[24] Ryan Babbush, Nathan Wiebe, Jarrod McClean, James McClain, Hartmut Neven és Garnet Kin-Lic Chan. „Anyagok alacsony mélységű kvantumszimulációja”. Phys. Rev. X 8, 011044 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.8.011044

[25] Masuo Suzuki. „Exponenciális operátorok fraktálbontása soktest-elméletekre és monte carlo szimulációkra való alkalmazásokkal”. Physics Letters A 146, 319–323 (1990).
https://doi.org/10.1016/0375-9601(90)90962-N

[26] Andrew M Childs és Nathan Wiebe. „Hamiltoni szimuláció unitárius műveletek lineáris kombinációival” (2012). url: https:///doi.org/10.26421/QIC12.11-12.
https:///doi.org/10.26421/QIC12.11-12

[27] Paul K Faehrmann, Mark Steudtner, Richard Kueng, Maria Kieferova és Jens Eisert. „Véletlenszerű többtermékes képletek a jobb Hamilton-szimuláció érdekében” (2021). url: https:///ui.adsabs.harvard.edu/link_gateway/2022Quant…6..806F/doi:10.48550/arXiv.2101.07808.
https://ui.adsabs.harvard.edu/link_gateway/2022Quant…6..806F/doi:10.48550/arXiv.2101.07808

[28] Dominic W. Berry, Andrew M. Childs és Robin Kothari. „Hamilton szimuláció közel optimális függéssel minden paramétertől”. 2015-ben az IEEE 56. éves szimpóziuma a számítástechnika alapjairól. 792–809. oldal. (2015).
https:///doi.org/10.1109/FOCS.2015.54

[29] Chi-Fang Chen, Hsin-Yuan Huang, Richard Kueng és Joel A. Tropp. „Koncentráció véletlenszerű termékképletekhez”. PRX Quantum 2 (2021).
https:///doi.org/10.1103/prxquantum.2.040305

Idézi

[1] Alexander M. Dalzell, Sam McArdle, Mario Berta, Przemyslaw Bienias, Chi-Fang Chen, Gilyén András, Connor T. Hann, Michael J. Kastoryano, Emil T. Khabiboulline, Aleksander Kubica, Grant Salton, Samson Wang és Fernando GSL Brandão, „Kvantum algoritmusok: Az alkalmazások és a végpontok közötti bonyolultságok felmérése”, arXiv: 2310.03011, (2023).

[2] Etienne Granet és Henrik Dreyer: Folyamatos Hamiltoni dinamika zajos digitális kvantumszámítógépeken Trotter-hiba nélkül, arXiv: 2308.03694, (2023).

[3] Almudena Carrera Vazquez, Daniel J. Egger, David Ochsner és Stefan Woerner, „Jól kondicionált többtermékes formulák hardverbarát Hamilton-szimulációhoz”, Quantum 7, 1067 (2023).

[4] Matthew Pocrnic, Matthew Hagan, Juan Carrasquilla, Dvira Segal és Nathan Wiebe, „Kompozit QDrift-termékképletek kvantum- és klasszikus szimulációkhoz valós és képzeletbeli időben”, arXiv: 2306.16572, (2023).

[5] Nicholas H. Stair, Cristian L. Cortes, Robert M. Parrish, Jeffrey Cohn és Mario Motta, „Stochastic quantum Krylov protocol with double-factorized Hamiltonians”, Fizikai áttekintés A 107 3, 032414 (2023).

[6] Gumaro Rendon, Jacob Watkins és Nathan Wiebe, „Improved Accuracy for Trotter Simulations using Chebisev Interpolation”, arXiv: 2212.14144, (2022).

[7] Zhicheng Zhang, Qisheng Wang és Mingsheng Ying, „Parallel Quantum Algorithm for Hamiltonan Simulation”, arXiv: 2105.11889, (2021).

[8] Maximilian Amsler, Peter Deglmann, Matthias Degroote, Michael P. Kaicher, Matthew Kiser, Michael Kühn, Chandan Kumar, Andreas Maier, Georgy Samsonidze, Anna Schroeder, Michael Streif, Davide Vodola és Christopher Wever, „Kvantum-növelt kvantum Monte Carlo: ipari nézet”, arXiv: 2301.11838, (2023).

[9] Alireza Tavanfar, S. Alipour és AT Rezakhani: „Does Quantum Mechanics Breed Larger, More Intricate Quantum Theories? Az élményközpontú kvantumelmélet esete és a kvantumelméletek interakciója”, arXiv: 2308.02630, (2023).

[10] Pei Zeng, Jinzhao Sun, Liang Jiang és Qi Zhao, „Egyszerű és nagy pontosságú Hamilton-szimuláció az Trotter-hibának az egységes műveletek lineáris kombinációjával történő kompenzálásával”, arXiv: 2212.04566, (2022).

[11] Oriel Kiss, Michele Grossi és Alessandro Roggero, „Importance sampling for stochastic quantum szimulations”, Quantum 7, 977 (2023).

[12] Lea M. Trenkwalder, Eleanor Scerri, Thomas E. O'Brien és Vedran Dunjko, „Hamiltoni termék-képlet összeállítása megerősítéses tanulás révén”, arXiv: 2311.04285, (2023).

A fenti idézetek innen származnak SAO/NASA HIRDETÉSEK (utolsó sikeres frissítés: 2023-11-14 11:17:33). Előfordulhat, hogy a lista hiányos, mivel nem minden kiadó ad megfelelő és teljes hivatkozási adatokat.

Nem sikerült lekérni Az adatok által hivatkozott kereszthivatkozás utolsó próbálkozáskor 2023-11-14 11:17:32: Nem sikerült lekérni a 10.22331/q-2023-11-14-1181 hivatkozás által hivatkozott adatokat a Crossref-től. Ez normális, ha a DOI-t nemrég regisztrálták.

Ez a tanulmány a Quantumban jelent meg Creative Commons Nevezd meg 4.0 International (CC BY 4.0) engedély. A szerzői jog az eredeti szerzői jog tulajdonosainál marad, például a szerzőknél vagy intézményeiknél.

SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
Forrás: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-11-14-1181/

Időbélyeg: November 14, 2023

Időbélyeg: 2. március 2023.

Összetett kvantumszimulációk

Újra kiadta Platón

Absztrakt

► BibTeX adatok

► Referenciák

Idézi

Még több Quantum Journal

Egyfoton források összehasonlítása autokorrelációs mérésből

Általánosítás a kvantumgépi tanulási modellek túlillesztése ellenére

Kvantum helyi keresés az Ansatz kvantum váltakozó operátorral

Neurális hálózati megközelítés az összefonódott állapotok szimulációjához egy bites kommunikációval

Téridő-hatékony kismélységű kvantumállapot-előkészítés alkalmazásokkal

Kvantummegfigyelhető adatok adaptív becslése

Mérésen alapuló macska és rács állapotok generálása és megőrzése egy folytonos változó klaszter állapoton belül

Klasszikusan cserélhető műveletek

Moduláris architektúrák a gráfállapotok determinisztikus generálásához

Rólunk

Vertical Search & Ai

Emelvény

Maradjon kapcsolatban

Fiók