Efficient Quantum Algorithms for Simulating Lindblad Evolution
Notice bibliographique
Résumé
We consider the natural generalization of the Schrödinger equation to Markovian open system dynamics: the so-called the Lindblad equation. We give a quantum algorithm for simulating the evolution of an $n$-qubit system for time $t$ within precision $ε$. If the Lindbladian consists of $\mathrm{poly}(n)$ operators that can each be expressed as a linear combination of $\mathrm{poly}(n)$ tensor products of Pauli operators then the gate cost of our algorithm is $O(t\, \mathrm{polylog}(t/ε)\mathrm{poly}(n))$. We also obtain similar bounds for the cases where the Lindbladian consists of local operators, and where the Lindbladian consists of sparse operators. This is remarkable in light of evidence that we provide indicating that the above efficiency is impossible to attain by first expressing Lindblad evolution as Schrödinger evolution on a larger system and tracing out the ancillary system: the cost of such a \textit{reduction} incurs an efficiency overhead of $O(t^2/ε)$ even before the Hamiltonian evolution simulation begins. Instead, the approach of our algorithm is to use a novel variation of the "linear combinations of unitaries" construction that pertains to channels.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».