Hybridized Methods for Quantum Simulation in the Interaction Picture
Hybridized Methods for Quantum Simulation in the Interaction Picture
复制标题
交互图像中量子模拟的混合方法
DOI：
10.22331/q-2022-08-17-780
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
6.4
通讯作者：
N. Wiebe
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
A. Rajput;A. Roggero;N. Wiebe
传统的量子模拟方法涉及权衡，限制了它们在最佳使用的特定环境中的适用性。特别是，相互作用图像模拟已被发现为某些哈密顿量提供了实质性的渐近优势，但会产生令人望而却步的常数因子，并且与量子化等方法不兼容。我们提供了一个框架，允许不同的模拟方法杂交，从而提高了已知算法的交互图像模拟性能。这些方法显示了对组成它们的单个方法的渐近改进，并进一步使交互图像模拟方法在近期内实用。这些杂交方法的物理应用产生的门复杂度标度为log2 ln Λ在Schwinger模型的电截止Λ中，并且与集体中微子振荡的电子密度无关，优于所有具有这些参数的当前算法的标度。对于受动态约束的哈密顿模拟的一般问题，这些方法产生的查询复杂度与用于在时间演化到非物理子空间时施加能量代价的惩罚参数λ无关。
Conventional methods of quantum simulation involve trade-offs that limit their applicability to specific contexts where their use is optimal. In particular, the interaction picture simulation has been found to provide substantial asymptotic advantages for some Hamiltonians, but incurs prohibitive constant factors and is incompatible with methods like qubitization. We provide a framework that allows different simulation methods to be hybridized and thereby improve performance for interaction picture simulations over known algorithms. These approaches show asymptotic improvements over the individual methods that comprise them and further make interaction picture simulation methods practical in the near term. Physical applications of these hybridized methods yield a gate complexity scaling as log2Λ in the electric cutoff Λ for the Schwinger Model and independent of the electron density for collective neutrino oscillations, outperforming the scaling for all current algorithms with these parameters. For the general problem of Hamiltonian simulation subject to dynamical constraints, these methods yield a query complexity independent of the penalty parameter λ used to impose an energy cost on time-evolution into an unphysical subspace.
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影响因子：
5
作者：
Michael J. Cervia;A. Patwardhan;A. Balantekin;S. Coppersmith;C. Johnson
通讯作者：
Michael J. Cervia;A. Patwardhan;A. Balantekin;S. Coppersmith;C. Johnson
影响因子：
2.5
作者：
Kubra Yeter-Aydeniz;Shikha Bangar;G. Siopsis;Raphael C. Pooser
通讯作者：
Kubra Yeter-Aydeniz;Shikha Bangar;G. Siopsis;Raphael C. Pooser
DOI：
10.1103/physrevx.6.011023
发表时间：
2015-05
期刊：
arXiv: Quantum Gases
影响因子：
--
作者：
T. Pichler;M. Dalmonte;E. Rico;P. Zoller;S. Montangero
通讯作者：
T. Pichler;M. Dalmonte;E. Rico;P. Zoller;S. Montangero
影响因子：
3.1
作者：
E. Rrapaj
通讯作者：
E. Rrapaj
影响因子：
8.6
作者：
Campbell, Earl
通讯作者：
Campbell, Earl