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arXiv 2410.14366quant-ph
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(近)最优的时间依赖哈密顿量模拟

(Nearly) Optimal Time-dependent Hamiltonian Simulation

Nhat A. Nghiem

AI总结:

本文提出一种基于量子信号处理的简单量子算法,用于模拟时间依赖哈密顿量,在误差和参数标度上达到近最优甚至最优,并应用于广义晶格系统与 Floquet 系统,为量子计算机上的相变研究开辟新路径。

摘要:

我们描述了一种简单的量子算法来模拟时间依赖的哈密顿量,扩展了量子信号处理的方法论。该框架在其他参数方面实现了最优标度(最多相差某个因子),并且在误差容限的倒数方面接近最优,在某些输入模型下可以改进为最优标度。作为应用,我们讨论了模拟广义晶格系统和时间周期系统(即 Floquet 系统)的问题,表明我们的框架提供了一种更简洁且高效的解决方案,在所有参数上实现了最优/接近最优的标度。特别是,我们的方法还为在量子计算机上研究相变铺平了一条新途径,扩展了量子模拟的适用范围。

英文摘要:

We describe a simple quantum algorithm to simulate time-dependent Hamiltonian, extending the methodology of quantum signal processing. The framework achieves optimal scaling up to some factor with respect to other parameters, and nearly optimal in inverse of error tolerance, which could be improved to optimal scaling under certain input models. As applications, we discuss the problem of simulating generalized lattice system and time-periodic, or Floquet system, showing that our framework provides a neater yet highly efficient solution, achieving optimal/nearly optimal scaling in all parameters. In particular, our method also paves a new way for studying phase transition on quantum computer, extending the reach of quantum simulation.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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