Paper: Probabilistic imaginary-time evolution in state-vector-based and shot-based simulations and on quantum devices
Satoshi Ejima · Kazuhiro Seki · Benedikt Fauseweh · Seiji Yunoki
Physical Review Research· 2025
Die Imaginärzeit-Evolution, eine wichtige Technik in Tensornetzwerken und Quanten-Monte-Carlo-Algorithmen auf klassischen Computern, wurde kürzlich an die Quanteninformatik angepasst. In dieser Studie konzentrieren wir uns auf den probabilistischen Imaginärzeit-Evolutionsalgorithmus (PITE) und leiten seine Formulierung im Kontext zustandsvektorbasierter Simulationen ab, bei denen Quantenzustandsvektoren direkt zur Berechnung von Observablen ohne statistische Fehler verwendet werden. Wir vergleichen die Ergebnisse mit denen von schussbasierten Simulationen, die Observablen durch wiederholte projektive Messungen schätzen. Wir wenden den PITE-Algorithmus auf die Heisenberg-Kette an und untersuchen die optimalen Anfangsbedingungen für die Konvergenz. Des Weiteren demonstrieren wir die Methode am Ising-Modell mit transversalem Feld unter Verwendung eines hochmodernen Quantengeräts mit gefangenen Ionen. Schließlich erforschen wir das Potenzial der Fehlerminderung in diesem Rahmen und stellen praktische Überlegungen für kurzfristige digitale Quantensimulationen an.
Physical Review Research (2025)
https://doi.org/10.1103/2s2p-kvcx
