Nonadiabatic quantum optimization for crossing quantum phase transitions
Notice bibliographique
Résumé
We consider the optimal driving of the ground state of a many-body quantum system across a quantum phase transition in finite time. In this context, excitations caused by the breakdown of adiabaticity can be minimized by adjusting the schedule of the control parameter that drives the transition. Drawing inspiration from the Kibble-Zurek mechanism, we characterize the timescale of onset of adiabaticity for several optimal control procedures. Our analysis reveals that schedules relying on local adiabaticity, such as Roland-Cerf's local adiabatic driving and the quantum adiabatic brachistochrone, fail to provide a significant speedup over the adiabatic evolution in the transverse-field Ising and long-range Kitaev models. As an alternative, we introduce a framework, nonadiabatic quantum optimization (NAQO), that, by exploiting the Landau-Zener formula and taking into account the role of higher-excited states, outperforms schedules obtained via both local adiabaticity and state-of-the-art numerical optimization. NAQO is not restricted to exactly solvable models, and we further confirm its superior performance in a disordered nonintegrable model.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».