1Departemen Fisika, Universitas Toronto, Toronto ON, Kanada
2Departemen Ilmu Komputer, Universitas Toronto, Toronto ON, Kanada
3Laboratorium Nasional Pacific Northwest, Richland Wa, AS
4Institut Studi Lanjutan Kanada, Toronto ON, Kanada
Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.
Abstrak
Dalam makalah ini kami menyediakan kerangka kerja untuk menggabungkan beberapa metode simulasi kuantum, seperti rumus Trotter-Suzuki dan QDrift ke dalam satu saluran Komposit yang dibangun berdasarkan ide-ide penggabungan lama untuk mengurangi jumlah gerbang. Ide sentral di balik pendekatan kami adalah dengan menggunakan skema partisi yang mengalokasikan suku Hamilton ke bagian Trotter atau QDrift dari saluran dalam simulasi. Hal ini memungkinkan kita untuk mensimulasikan suku-suku kecil namun banyak menggunakan QDrift sambil mensimulasikan suku-suku yang lebih besar menggunakan rumus Trotter-Suzuki tingkat tinggi. Kami membuktikan batasan yang ketat pada jarak berlian antara saluran Komposit dan saluran simulasi ideal dan menunjukkan dalam kondisi apa biaya penerapan saluran Komposit dibatasi secara asimtotik dengan metode yang menyusunnya untuk partisi suku probabilistik dan partisi deterministik. Terakhir, kami membahas strategi untuk menentukan skema partisi serta metode untuk menggabungkan metode simulasi yang berbeda dalam kerangka yang sama.
โบ data BibTeX
โบ Referensi
[1] James D Whitfield, Jacob Biamonte, dan Alรกn Aspuru-Guzik. โSimulasi struktur elektronik hamiltonian menggunakan komputer kuantumโ. Fisika Molekuler 109, 735โ750 (2011). url: https://โ/โdoi.org/โ10.1080/โ00268976.2011.552441.
https: / / doi.org/ 10.1080 / 00268976.2011.552441
[2] Stephen P Jordan, Keith SM Lee, dan John Preskill. โAlgoritma kuantum untuk teori medan kuantumโ. Sains 336, 1130โ1133 (2012). url: https://โ/โdoi.org/โ10.1126/โscience.1217069.
https://โ/โdoi.org/โ10.1126/โscience.1217069
[3] Markus Reiher, Nathan Wiebe, Krysta M Svore, Dave Wecker, dan Matthias Troyer. โMenjelaskan mekanisme reaksi pada komputer kuantumโ. Prosiding akademi ilmu pengetahuan nasional 114, 7555โ7560 (2017). url: https://โ/โdoi.org/โ10.1073/โpnas.1619152114.
https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1619152114
[4] Ryan Babbush, Dominic W. Berry, dan Hartmut Neven. โSimulasi kuantum model sachdev-ye-kitaev dengan qubitisasi asimetrisโ. Fis. Pdt.A 99, 040301 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.040301
[5] Yuan Su, Dominic W. Berry, Nathan Wiebe, Nicholas Rubin, dan Ryan Babbush. "Simulasi kimia kuantum toleran kesalahan dalam kuantisasi pertama". 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, dan Ryan Babbush. โPerhitungan kuantum yang efisien dari gaya molekul dan gradien energi lainnyaโ. Fis. Pdt. Res. 4, 043210 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.4.043210
[7] Dorit Aharonov dan Amnon Ta-Shma. โPembuatan keadaan kuantum adiabatik dan pengetahuan statistik nolโ. Dalam Prosiding simposium ACM tahunan ke tiga puluh lima tentang Teori komputasi. Halaman 20โ29. (2003). url: https://โ/โdoi.org/โ10.1145/โ780542.780546.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 780542.780546
[8] Dominic W Berry, Graeme Ahokas, Richard Cleve, dan Barry C Sanders. โAlgoritme kuantum yang efisien untuk mensimulasikan orang hamilton yang jarangโ. Komunikasi dalam Fisika Matematika 270, 359โ371 (2007). url: https://โ/โdoi.org/โ10.1007/โs00220-006-0150-x.
https: / / doi.org/ 10.1007 / s00220-006-0150-x
[9] Dominic W. Berry, Andrew M. Childs, Richard Cleve, Robin Kothari, and Rolando D. Somma. "Mensimulasikan dinamika hamiltonian dengan seri taylor terpotong". Fisika. Pendeta Lett. 114, 090502 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.090502
[10] Andrew M. Childs, Aaron Ostrander, dan Yuan Su. "Simulasi kuantum lebih cepat dengan pengacakan". Kuantum 3, 182 (2019).
https:/โ/โdoi.org/โ10.22331/โq-2019-09-02-182
[11] Guang Hao Low dan Isaac L. Chuang. "Simulasi Hamilton dengan Qubitisasi". Kuantum 3, 163 (2019).
https:/โ/โdoi.org/โ10.22331/โq-2019-07-12-163
[12] Guang Hao Rendah, Vadym Kliuchnikov, dan Nathan Wiebe. โSimulasi hamiltonian multiproduk berkondisi baikโ (2019). url: https://โ/โdoi.org/โ10.48550/โarXiv.1907.11679.
https://โ/โdoi.org/โ10.48550/โarXiv.1907.11679
[13] Guang Hao Low dan Nathan Wiebe. โSimulasi Hamiltonian dalam gambar interaksiโ (2019). arXiv:1805.00675.
arXiv: 1805.00675
[14] Earl Campbell. โKompilator acak untuk simulasi hamiltonian cepatโ. Fis. Pendeta Lett. 123, 070503 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.070503
[15] Nathan Wiebe, Dominic Berry, Peter Hรธyer, dan Barry C Sanders. โDekomposisi tingkat tinggi dari eksponensial operator terurutโ. Jurnal Fisika A: Matematika dan Teoritis 43, 065203 (2010).
https:/โ/โdoi.org/โ10.1088/โ1751-8113/โ43/โ6/โ065203
[16] Andrew M. Childs, Yuan Su, Minh C. Tran, Nathan Wiebe, and Shuchen Zhu. "Teori kesalahan pengeliling dengan penskalaan komutator". Fisika. Pdt. X 11, 011020 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.11.011020
[17] Dominic W. Berry, Andrew M. Childs, Yuan Su, Xin Wang, and Nathan Wiebe. "Simulasi Hamiltonian yang bergantung waktu dengan penskalaan norma $L^1$". Kuantum 4, 254 (2020).
https:/โ/โdoi.org/โ10.22331/โq-2020-04-20-254
[18] Dave Wecker, Bela Bauer, Bryan K. Clark, Matthew B. Hastings, dan Matthias Troyer. โPerkiraan jumlah gerbang untuk melakukan kimia kuantum pada komputer kuantum kecilโ. Tinjauan Fisik A 90 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.90.022305
[19] David Poulin, Matthew B Hastings, Dave Wecker, Nathan Wiebe, Andrew C Doherty, dan Matthias Troyer. โUkuran langkah trotter diperlukan untuk simulasi kuantum kimia kuantum yang akuratโ (2014). url: https://โ/โdoi.org/โ10.48550/โarXiv.1406.4920.
https://โ/โdoi.org/โ10.48550/โarXiv.1406.4920
[20] Ian D Kivlichan, Christopher E Granade, dan Nathan Wiebe. โEstimasi fase dengan orang hamilton secara acakโ (2019). arXiv:1907.10070.
arXiv: 1907.10070
[21] Abhishek Rajput, Alessandro Roggero, dan Nathan Wiebe. โMetode Hibridisasi Simulasi Kuantum dalam Gambar Interaksiโ. Kuantum 6, 780 (2022).
https:/โ/โdoi.org/โ10.22331/โq-2022-08-17-780
[22] Yingkai Ouyang, David R. White, dan Earl T. Campbell. โKompilasi dengan sparsifikasi stokastik hamiltonianโ. Kuantum 4, 235 (2020).
https:/โ/โdoi.org/โ10.22331/โq-2020-02-27-235
[23] Shi Jin dan Xiantao Li. โAlgoritme trotter acak sebagian untuk simulasi kuantum hamiltonianโ (2021). url: https://โ/โdoi.org/โ10.48550/โarXiv.2109.07987.
https://โ/โdoi.org/โ10.48550/โarXiv.2109.07987
[24] Ryan Babbush, Nathan Wiebe, Jarrod McClean, James McClain, Hartmut Neven, and Garnet Kin-Lic Chan. "Simulasi material kuantum kedalaman rendah". Fisika. Rev.X 8, 011044 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.011044
[25] Masuo Suzuki. โDekomposisi fraktal operator eksponensial dengan aplikasi pada teori banyak benda dan simulasi monte carloโ. Fisika Huruf A 146, 319โ323 (1990).
https:/โ/โdoi.org/โ10.1016/โ0375-9601(90)90962-N
[26] Andrew M Childs dan Nathan Wiebe. โSimulasi Hamiltonian menggunakan kombinasi linier operasi kesatuanโ (2012). url: https://โ/โdoi.org/โ10.26421/โQIC12.11-12.
https: / / doi.org/ 10.26421 / QIC12.11-12
[27] Paul K Faehrmann, Mark Steudtner, Richard Kueng, Maria Kieferova, dan Jens Eisert. โMengacak formula multiproduk untuk meningkatkan simulasi hamiltonianโ (2021). url: https://โ/โui.adsabs.harvard.edu/โlink_gateway/โ2022Quantโฆ6..806F/โdoi:10.48550/โarXiv.2101.07808.
https:/โ/โui.adsabs.harvard.edu/โlink_gateway/โ2022Quantโฆ6..806F/โdoi:10.48550/โarXiv.2101.07808
[28] Dominic W. Berry, Andrew M. Childs, dan Robin Kothari. "Simulasi Hamiltonian dengan ketergantungan yang hampir optimal pada semua parameter". Pada tahun 2015 IEEE 56th Annual Symposium on Foundations of Computer Science. Halaman 792โ809. (2015).
https: / / doi.org/ 10.1109 / FOCS.2015.54
[29] Chi-Fang Chen, Hsin-Yuan Huang, Richard Kueng, dan Joel A. Tropp. โKonsentrasi untuk formula produk acakโ. PRX Kuantum 2 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / prxquantum.2.040305
Dikutip oleh
[1] Alexander M. Dalzell, Sam McArdle, Mario Berta, Przemyslaw Bienias, Chi-Fang Chen, Andrรกs Gilyรฉn, Connor T. Hann, Michael J. Kastoryano, Emil T. Khabiboulline, Aleksander Kubica, Grant Salton, Samson Wang, dan Fernando GSL Brandรฃo, โAlgoritme kuantum: Survei aplikasi dan kompleksitas ujung ke ujungโ, arXiv: 2310.03011, (2023).
[2] Etienne Granet dan Henrik Dreyer, โDinamika Hamiltonian berkelanjutan pada komputer kuantum digital yang berisik tanpa kesalahan Trotterโ, arXiv: 2308.03694, (2023).
[3] Almudena Carrera Vazquez, Daniel J. Egger, David Ochsner, dan Stefan Woerner, โFormula multiproduk yang dikondisikan dengan baik untuk simulasi Hamiltonian yang ramah perangkat kerasโ, Kuantum 7, 1067 (2023).
[4] Matthew Pocrnic, Matthew Hagan, Juan Carrasquilla, Dvira Segal, dan Nathan Wiebe, โRumus Produk QDrift Komposit untuk Simulasi Kuantum dan Klasik dalam Waktu Nyata dan Imajinerโ, arXiv: 2306.16572, (2023).
[5] Nicholas H. Stair, Cristian L. Cortes, Robert M. Parrish, Jeffrey Cohn, dan Mario Motta, โprotokol Stochastic quantum Krylov dengan Hamiltonians berfaktor gandaโ, Ulasan Fisik A 107 3, 032414 (2023).
[6] Gumaro Rendon, Jacob Watkins, dan Nathan Wiebe, โPeningkatan Akurasi untuk Simulasi Trotter Menggunakan Interpolasi Chebyshevโ, arXiv: 2212.14144, (2022).
[7] Zhicheng Zhang, Qisheng Wang, dan Mingsheng Ying, โAlgoritma Kuantum Paralel untuk Simulasi Hamiltonโ, arXiv: 2105.11889, (2021).
[8] Maximilian Amsler, Peter Deglmann, Matthias Degroote, Michael P. Kaicher, Matthew Kiser, Michael Kรผhn, Chandan Kumar, Andreas Maier, Georgy Samsonidze, Anna Schroeder, Michael Streif, Davide Vodola, dan Christopher Wever, โKuantum yang ditingkatkan kuantum Monte Carlo: pandangan industriโ, arXiv: 2301.11838, (2023).
[9] Alireza Tavanfar, S. Alipour, dan AT Rezakhani, โApakah Mekanika Kuantum Menghasilkan Teori Kuantum yang Lebih Besar dan Rumit? Kasus Teori Kuantum yang Berpusat pada Pengalaman dan Interaksi Teori Kuantumโ, arXiv: 2308.02630, (2023).
[10] Pei Zeng, Jinzhao Sun, Liang Jiang, dan Qi Zhao, โSimulasi Hamiltonian yang sederhana dan presisi tinggi dengan mengkompensasi kesalahan Trotter dengan kombinasi linier operasi kesatuanโ, arXiv: 2212.04566, (2022).
[11] Oriel Kiss, Michele Grossi, dan Alessandro Roggero, โPentingnya pengambilan sampel untuk simulasi kuantum stokastikโ, Kuantum 7, 977 (2023).
[12] Lea M. Trenkwalder, Eleanor Scerri, Thomas E. O'Brien, dan Vedran Dunjko, โKompilasi formula produk simulasi Hamiltonian melalui pembelajaran penguatanโ, arXiv: 2311.04285, (2023).
Kutipan di atas berasal dari SAO / NASA ADS (terakhir berhasil diperbarui, 2023-11-14 11:17:33). Daftar ini mungkin tidak lengkap karena tidak semua penerbit menyediakan data kutipan yang cocok dan lengkap.
Tidak dapat mengambil Crossref dikutip oleh data selama upaya terakhir 2023-11-14 11:17:32: Tidak dapat mengambil data yang dikutip oleh untuk 10.22331 / q-2023-11-14-1181 dari Crossref. Ini normal jika DOI terdaftar baru-baru ini.
Makalah ini diterbitkan dalam Quantum di bawah Creative Commons Attribution 4.0 Internasional (CC BY 4.0) lisensi. Hak cipta tetap berada pada pemegang hak cipta asli seperti penulis atau lembaganya.
- Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
- PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
- PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
- PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
- PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
- Sumber: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-11-14-1181/
- :adalah
- :bukan
- ][P
- 1
- 10
- 11
- 114
- 12
- 13
- 14
- 15%
- 16
- 17
- 19
- 20
- 2011
- 2012
- 2014
- 2015
- 2017
- 2018
- 2019
- 2020
- 2021
- 2022
- 2023
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26%
- 27
- 28
- 29
- 32
- 33
- 54
- 7
- 8
- 9
- a
- Aaron
- atas
- ABSTRAK
- Akademi
- mengakses
- ketepatan
- tepat
- ACM
- maju
- afiliasi
- Alexander
- algoritma
- algoritma
- Semua
- mengalokasikan
- memungkinkan
- an
- dan
- Andrew
- tahunan
- aplikasi
- pendekatan
- ADALAH
- AS
- usaha
- penulis
- penulis
- BE
- di belakang
- antara
- kedua
- batas
- Istirahat
- BERKEMBANG BIAK
- Bryan
- membangun
- tapi
- by
- kasus
- pusat
- chan
- Saluran
- kimia
- chen
- Christopher
- kombinasi
- kombinasi
- menggabungkan
- komentar
- Ruang makan besar
- komunikasi
- lengkap
- kompleksitas
- komputasi
- komputer
- Komputer Ilmu
- komputer
- komputasi
- Kondisi
- kontinu
- hak cipta
- Biaya
- bisa
- Daniel
- data
- Dave
- David
- ketergantungan
- menentukan
- Diamond
- berbeda
- digital
- membahas
- jarak
- tidak
- selama
- dinamika
- e
- Elektronik
- emil
- ujung ke ujung
- energi
- kesalahan
- perkiraan
- eksponensial
- FAST
- bidang
- Akhirnya
- Pertama
- Untuk
- pasukan
- rumus
- Foundations
- Kerangka
- dari
- gerbang
- generasi
- gradien
- memberikan
- harvard
- pemegang
- HTTPS
- huang
- ide
- ideal
- ide-ide
- IEEE
- if
- imajiner
- mengimplementasikan
- pentingnya
- ditingkatkan
- in
- menggabungkan
- industri
- Lembaga
- lembaga
- interaksi
- menarik
- Internasional
- ke
- IT
- jacob
- james
- JavaScript
- Jeffrey
- John
- Jordan
- joshua
- majalah
- juan
- keith
- mencium
- pengetahuan
- kumar
- laboratorium
- lebih besar
- Terakhir
- pengetahuan
- Meninggalkan
- Lee
- Li
- Lisensi
- Daftar
- Rendah
- Maier
- Maria
- mario
- tanda
- bahan
- matematis
- matthew
- Mungkin..
- mcclean
- mekanika
- mekanisme
- metode
- Michael
- model
- molekuler
- Bulan
- lebih
- beberapa
- nasional
- hampir
- nicholas
- normal
- November
- banyak sekali
- of
- lebih tua
- on
- Buka
- Operasi
- operator
- operator
- optimal
- or
- urutan
- asli
- Lainnya
- kami
- halaman
- kertas
- Paralel
- parameter
- bagian
- paul
- melakukan
- Petrus
- fisik
- Fisika
- gambar
- plato
- Kecerdasan Data Plato
- Data Plato
- Prosiding
- Produk
- protokol
- Rasakan itu
- memberikan
- diterbitkan
- penerbit
- penerbit
- Qi
- Kuantum
- algoritma kuantum
- komputer kuantum
- Mekanika kuantum
- R
- acak
- Acak
- reaksi
- nyata
- baru-baru ini
- mengurangi
- referensi
- terdaftar
- sisa
- wajib
- ulasan
- Richard
- keras
- ROBERT
- robin
- Ryan
- s
- Universitas
- sama
- sanders
- skala
- skema
- skema
- Ilmu
- ILMU PENGETAHUAN
- Seri
- Menunjukkan
- Sederhana
- simulasi
- tunggal
- Ukuran
- kecil
- Negara
- statistik
- stefan
- Langkah
- Stephen
- strategi
- struktur
- Belajar
- berhasil
- seperti itu
- cocok
- matahari
- Survei
- Simposium
- istilah
- istilah
- bahwa
- Grafik
- mereka
- teoretis
- teori
- ini
- waktu
- Judul
- untuk
- toronto
- bawah
- universitas
- diperbarui
- atas
- URL
- us
- menggunakan
- menggunakan
- melalui
- View
- volume
- W
- ingin
- adalah
- we
- BAIK
- Apa
- sementara
- putih
- william
- dengan
- dalam
- tanpa
- X
- tahun
- YING
- Yuan
- zephyrnet.dll
- nol
- Zhao