High-Order Randomized Compiler for Hamiltonian Simulation
Notice bibliographique
Résumé
Hamiltonian simulation is known to be one of the fundamental building blocks of a variety of quantum algorithms such as its most immediate application, that of simulating many-body systems to extract their physical properties. In this work, we present qSWIFT, a high-order randomized algorithm for Hamiltonian simulation. In qSWIFT, the required number of gates for a given precision is independent of the number of terms in the Hamiltonian, while the systematic error is exponentially reduced with regard to the order parameter. In this respect, our qSWIFT is a higher-order counterpart of the previously proposed quantum stochastic drift protocol (qDRIFT), the number of gates in which scales linearly with the inverse of the precision required. We construct the qSWIFT channel and establish a rigorous bound for the systematic error quantified by the diamond norm. qSWIFT provides an algorithm to estimate given physical quantities by using a system with one ancilla qubit, which is as simple as other product-formula-based approaches such as regular Trotter-Suzuki decompositions and qDRIFT. Our numerical experiment reveals that the required number of gates in qSWIFT is significantly reduced compared to qDRIFT. In particular, the advantage is significant for problems where high precision is required; e.g., to achieve a systematic relative propagation error of 10−6 , the required number of gates in third-order qSWIFT is 1000 times smaller than that of qDRIFT. Published by the American Physical Society 2024
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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 | 0,002 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,008 | 0,002 |
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 ».