アナログハミルトニアンシミュレーション

アナログハミルトニアンシミュレーション (AHS) は、量子コンピューティングにおける新たなパラダイムであり、従来の量子回路モデルとは大きく異なります。各回路は一度に、一連のゲートでなく、数量子ビットにのみ作用します。AHS プログラムは、問題のハミルトニアンの時間依存パラメータとスペース依存パラメータによって定義されます。系のハミルトニアンは、系のエネルギー準位と外力の作用をエンコードします。これらが連携して系の状態の時間進化を管理します。N 量子ビットの系の場合、ハミルトニアンは複素数で構成される 2^NX2^N の正方マトリックスで表すことができます。

AHS を実行できる量子デバイスは、内部制御パラメータを慎重に調整することで、カスタムハミルトニアンにおける量子系の時間進化をほぼ近似できるように設計されています。調整できるパラメータの例は、コヒーレント駆動場の振幅やパラメータなどです。AHS パラダイムは、凝縮系物理学や量子化学など、相互作用パーティクルが多い量子系の静的および動的特性をシミュレートするのに適しています。AHS のパワーを利用し、従来のデジタル量子コンピューティングアプローチでは手の届かなかった問題に革新的な方法で対処するため、QuEra の Aquila デバイスなど、専用の量子処理装置 (QPU) が開発されました。