• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

一般过程的变分量子模拟

Variational Quantum Simulation of General Processes.

作者信息

Endo Suguru, Sun Jinzhao, Li Ying, Benjamin Simon C, Yuan Xiao

机构信息

Department of Materials, University of Oxford, Parks Road, Oxford OX1 3PH, United Kingdom.

NTT Secure Platform Laboratories, NTT Corporation, Musashino 180-8585, Japan.

出版信息

Phys Rev Lett. 2020 Jul 3;125(1):010501. doi: 10.1103/PhysRevLett.125.010501.

DOI:10.1103/PhysRevLett.125.010501
PMID:32678631
Abstract

Variational quantum algorithms have been proposed to solve static and dynamic problems of closed many-body quantum systems. Here we investigate variational quantum simulation of three general types of tasks-generalized time evolution with a non-Hermitian Hamiltonian, linear algebra problems, and open quantum system dynamics. The algorithm for generalized time evolution provides a unified framework for variational quantum simulation. In particular, we show its application in solving linear systems of equations and matrix-vector multiplications by converting these algebraic problems into generalized time evolution. Meanwhile, assuming a tensor product structure of the matrices, we also propose another variational approach for these two tasks by combining variational real and imaginary time evolution. Finally, we introduce variational quantum simulation for open system dynamics. We variationally implement the stochastic Schrödinger equation, which consists of dissipative evolution and stochastic jump processes. We numerically test the algorithm with a 6-qubit 2D transverse field Ising model under dissipation.

摘要

变分量子算法已被提出用于解决封闭多体量子系统的静态和动态问题。在此,我们研究三种一般类型任务的变分量子模拟——具有非厄米哈密顿量的广义时间演化、线性代数问题以及开放量子系统动力学。广义时间演化算法为变分量子模拟提供了一个统一框架。特别地,我们通过将这些代数问题转化为广义时间演化,展示了其在求解线性方程组和矩阵 - 向量乘法中的应用。同时,假设矩阵具有张量积结构,我们还通过结合变分实时间演化和虚时间演化,为这两个任务提出了另一种变分方法。最后,我们介绍开放系统动力学的变分量子模拟。我们通过变分实现由耗散演化和随机跳跃过程组成的随机薛定谔方程。我们在耗散情况下用一个6量子比特的二维横向场伊辛模型对该算法进行了数值测试。

相似文献

1
Variational Quantum Simulation of General Processes.一般过程的变分量子模拟
Phys Rev Lett. 2020 Jul 3;125(1):010501. doi: 10.1103/PhysRevLett.125.010501.
2
Variational algorithms for linear algebra.线性代数的变分算法。
Sci Bull (Beijing). 2021 Nov 15;66(21):2181-2188. doi: 10.1016/j.scib.2021.06.023. Epub 2021 Jun 26.
3
Variational Quantum Simulation of Lindblad Dynamics via Quantum State Diffusion.通过量子态扩散实现林德布拉德动力学的变分量子模拟。
J Phys Chem Lett. 2024 Apr 4;15(13):3516-3522. doi: 10.1021/acs.jpclett.4c00576. Epub 2024 Mar 22.
4
A Transverse Hamiltonian Approach to Infinitesimal Perturbation Analysis of Quantum Stochastic Systems.一种用于量子随机系统无穷小扰动分析的横向哈密顿方法。
Entropy (Basel). 2023 Aug 8;25(8):1179. doi: 10.3390/e25081179.
5
Variational quantum imaginary time evolution for matrix product state Ansatz with tests on transcorrelated Hamiltonians.用于矩阵乘积态假设的变分量子虚时演化及对转关联哈密顿量的测试
J Chem Phys. 2024 Oct 14;161(14). doi: 10.1063/5.0228731.
6
Molecular Quantum Dynamics: A Quantum Computing Perspective.分子量子动力学:量子计算视角
Acc Chem Res. 2021 Dec 7;54(23):4229-4238. doi: 10.1021/acs.accounts.1c00514. Epub 2021 Nov 17.
7
Assisted quantum simulation of open quantum systems.开放量子系统的辅助量子模拟。
iScience. 2023 Mar 3;26(4):106306. doi: 10.1016/j.isci.2023.106306. eCollection 2023 Apr 21.
8
Low-Depth Hamiltonian Simulation by an Adaptive Product Formula.基于自适应积公式的低深度哈密顿量模拟。
Phys Rev Lett. 2023 Jan 27;130(4):040601. doi: 10.1103/PhysRevLett.130.040601.
9
Hamiltonian Learning from Time Dynamics Using Variational Algorithms.基于变分算法的时间动力学哈密顿学习。
J Phys Chem A. 2023 Apr 13;127(14):3246-3255. doi: 10.1021/acs.jpca.2c08993. Epub 2023 Mar 29.
10
Quantum neural network approach to Markovian dissipative dynamics of many-body open quantum systems.用于多体开放量子系统马尔可夫耗散动力学的量子神经网络方法。
J Chem Phys. 2024 Aug 28;161(8). doi: 10.1063/5.0220357.

引用本文的文献

1
Does provable absence of barren plateaus imply classical simulability?可证明不存在贫瘠高原是否意味着经典可模拟性?
Nat Commun. 2025 Aug 25;16(1):7907. doi: 10.1038/s41467-025-63099-6.
2
Variational Quantum Algorithm for Non-Markovian Quantum Dynamics Using an Ensemble of Ehrenfest Trajectories.使用埃伦费斯特轨迹系综的非马尔可夫量子动力学变分量子算法
J Phys Chem Lett. 2025 Jan 30;16(4):1001-1006. doi: 10.1021/acs.jpclett.4c03431. Epub 2025 Jan 22.
3
Quantum Circuit Architecture Search on a Superconducting Processor.基于超导处理器的量子电路架构搜索
Entropy (Basel). 2024 Nov 26;26(12):1025. doi: 10.3390/e26121025.
4
Quantum circuit for high order perturbation theory corrections.用于高阶微扰理论修正的量子电路。
Sci Rep. 2024 Jun 17;14(1):13963. doi: 10.1038/s41598-024-64854-3.
5
Exact Non-Markovian Quantum Dynamics on the NISQ Device Using Kraus Operators.利用克劳斯算子在含噪声中等规模量子(NISQ)设备上实现精确的非马尔可夫量子动力学。
ACS Omega. 2024 Feb 15;9(8):9666-9675. doi: 10.1021/acsomega.3c09720. eCollection 2024 Feb 27.
6
Computing the Many-Body Green's Function with Adaptive Variational Quantum Dynamics.用自适应变分量子动力学计算多体格林函数。
J Chem Theory Comput. 2023 Jun 13;19(11):3313-3323. doi: 10.1021/acs.jctc.3c00150. Epub 2023 May 25.
7
Assisted quantum simulation of open quantum systems.开放量子系统的辅助量子模拟。
iScience. 2023 Mar 3;26(4):106306. doi: 10.1016/j.isci.2023.106306. eCollection 2023 Apr 21.
8
Digital Quantum Simulation of the Spin-Boson Model under Markovian Open-System Dynamics.马尔可夫开放系统动力学下自旋玻色子模型的数字量子模拟
Entropy (Basel). 2022 Dec 2;24(12):1766. doi: 10.3390/e24121766.
9
Ansatz-Independent Variational Quantum Classifiers and the Price of Ansatz.与量子近似无关的变分量子分类器及量子近似的代价
Sci Rep. 2022 Nov 14;12(1):19520. doi: 10.1038/s41598-022-20688-5.
10
Toward practical quantum embedding simulation of realistic chemical systems on near-term quantum computers.迈向近期量子计算机上现实化学系统的实用量子嵌入模拟。
Chem Sci. 2022 Jul 11;13(31):8953-8962. doi: 10.1039/d2sc01492k. eCollection 2022 Aug 10.