Исследование обобщенных моделей Изинга на квантовом компьютере

  • Andrey Sergeevich Andreev Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет) http://orcid.org/0000-0002-4124-4146
  • Pavel Vasilevich Khrapov Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет) http://orcid.org/0000-0002-6269-0727

Аннотация

В связи со сложностью исследования решеточных моделей статистической физики возникает интерес к разработке новых подходов к их изучению, в том числе с использованием квантовых технологий. В данной работе описывается и реализуется схема применения Variational Quantum Eigensolver (вариационный квантовый алгоритм для нахождения собственный значений) к задаче нахождения свободной энергии и намагниченности в термодинамическом пределе n-цепной обобщенной плоской модели Изинга с учетом взаимодействия ближайших соседей, следующих ближайших соседей и плакетных взаимодействий. Расчет отношения Рэлея для трансфер-матрицы подробно описан для n = 1,2,3. С помощью специальных параметризаций состояния системы кубитов и разложения трансфер-матрицы вычисляются свободная энергия и намагниченность для трехцепочечной модели на эмуляторе квантового компьютера. Весь процесс вычислений, включая эмуляцию квантового компьютера, реализован с использованием языка программирования Python. Также предлагается метод значительного ускорения вычислений (примерно в 10 000 раз) на эмуляторе для рассматриваемых моделей. Для найденных характеристик модели построены доверительные интервалы.

Сведения об авторах

Andrey Sergeevich Andreev, Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)

студент кафедры высшей математики факультета фундаментальных наук

Pavel Vasilevich Khrapov, Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)

доцент кафедры высшей математики факультета фундаментальных наук, кандидат физико-математических наук

Опубликована
2023-10-15
Как цитировать
ANDREEV, Andrey Sergeevich; KHRAPOV, Pavel Vasilevich. Исследование обобщенных моделей Изинга на квантовом компьютере. Современные информационные технологии и ИТ-образование, [S.l.], v. 19, n. 3, oct. 2023. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/1011>. Дата доступа: 13 july 2024
Раздел
Теоретические вопросы информатики, прикладной математики, компьютерных наук

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)