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Enregistrement W4392847363 · doi:10.1103/prxquantum.5.010345

Quantum Simulation of the First-Quantized Pauli-Fierz Hamiltonian

2024· article· tl· W4392847363 sur OpenAlex
Priyanka Mukhopadhyay, Torin F. Stetina, Nathan Wiebe

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.

Notice bibliographique

RevuePRX Quantum · 2024
Typearticle
Languetl
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueLaser-Matter Interactions and Applications
Établissements canadiensCanadian Institute for Advanced ResearchUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesPacific Northwest National LaboratoryBasic Energy SciencesSimons Institute for the Theory of Computing, University of California BerkeleyOffice of ScienceChemical Sciences, Geosciences, and Biosciences DivisionBattelleGoogleU.S. Department of Energy
Mots-clésPauli exclusion principleHamiltonian (control theory)PhysicsQuantumMathematical physicsQuantum mechanicsClassical mechanicsMathematics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

We provide an explicit recursive divide-and-conquer approach for simulating quantum dynamics and derive a discrete first-quantized nonrelativistic QED Hamiltonian based on the many-particle Pauli-Fierz Hamiltonian. We apply this recursive divide-and-conquer algorithm to this Hamiltonian and compare it to a concrete simulation algorithm that uses qubitization. Our divide-and-conquer algorithm, using lowest-order Trotterization, scales for fixed grid spacing as <a:math xmlns:a="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" overflow="scroll"><a:mrow><a:mover><a:mi>O</a:mi><a:mo>~</a:mo></a:mover></a:mrow><a:mo stretchy="false">(</a:mo><a:mi mathvariant="normal">Λ</a:mi><a:msup><a:mi>N</a:mi><a:mn>2</a:mn></a:msup><a:msup><a:mi>η</a:mi><a:mn>2</a:mn></a:msup><a:msup><a:mi>t</a:mi><a:mn>2</a:mn></a:msup><a:mo>/</a:mo><a:mi>ϵ</a:mi><a:mo stretchy="false">)</a:mo></a:math> for grid size <g:math xmlns:g="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" overflow="scroll"><g:mi>N</g:mi></g:math>, <j:math xmlns:j="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" overflow="scroll"><j:mi>η</j:mi></j:math> particles, simulation time <m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" overflow="scroll"><m:mi>t</m:mi></m:math>, field cutoff <p:math xmlns:p="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" overflow="scroll"><p:mi mathvariant="normal">Λ</p:mi></p:math>, and error <t:math xmlns:t="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" overflow="scroll"><t:mi>ϵ</t:mi></t:math>. Our qubitization algorithm scales as <w:math xmlns:w="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" overflow="scroll"><w:mrow><w:mover><w:mi>O</w:mi><w:mo>~</w:mo></w:mover></w:mrow><w:mo stretchy="false">(</w:mo><w:mi>N</w:mi><w:mo stretchy="false">(</w:mo><w:mi>η</w:mi><w:mo>+</w:mo><w:mi>N</w:mi><w:mo stretchy="false">)</w:mo><w:mo stretchy="false">(</w:mo><w:mi>η</w:mi><w:mo>+</w:mo><w:msup><w:mi mathvariant="normal">Λ</w:mi><w:mn>2</w:mn></w:msup><w:mo stretchy="false">)</w:mo><w:mi>t</w:mi><w:mi>log</w:mi><w:mo></w:mo><w:mo stretchy="false">(</w:mo><w:mn>1</w:mn><w:mo>/</w:mo><w:mi>ϵ</w:mi><w:mo stretchy="false">)</w:mo><w:mo stretchy="false">)</w:mo></w:math>. This shows that even a naive partitioning and low-order splitting formula can yield, through our divide-and-conquer formalism, superior scaling to qubitization for large <ib:math xmlns:ib="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" overflow="scroll"><ib:mi mathvariant="normal">Λ</ib:mi></ib:math>. We compare the relative costs of these two algorithms on systems that are relevant for applications such as the spontaneous emission of photons and the photoionization of electrons. We observe that for different parameter regimes, one method can be favored over the other. Finally, we give new algorithmic and circuit-level techniques for gate optimization, including a new way of implementing a group of multicontrolled-<mb:math xmlns:mb="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" overflow="scroll"><mb:mi>X</mb:mi></mb:math> gates that can be used for better analysis of circuit cost. Published by the American Physical Society 2024

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict), Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
Catégories consensuellesCharge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,829
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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.

Tête enseignante Opus0,019
Tête enseignante GPT0,295
Écart entre enseignants0,276 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle