Переформулируй свой вопрос:
Как выполнить гамильтоново моделирование для общей квадратной матрицы A?
Быстрый ответ : это невозможно.
Цель гамильтонова симуляции (ГС) - найти квантовый контур (т.е. последовательность элементов), который действует как U( т ) =е- я тна квантовом состоянии. ВотU( т ) должен быть унитарным (из-за свойств квантовых вентилей) и так е- я т также должен быть унитарным.
Таким образом, алгоритм HS применим только к матрицам A такой, что е- я тунитарный. Каждая эрмитова матрица удовлетворяет этому свойству, но не каждая generic square matrix
. В зависимости от вашей проблемы это ограничение может быть или не быть проблемой, но вы не можете использовать HS, еслие- я т не унитарный.
Например, для алгоритма HHL (который использует HS изA как подпрограмма) с системой A x = b, если е- я т не унитарно, вы можете вместо этого рассмотреть проблему
Cy=(0A†A0)(0x)=(b0),
решить ее с помощью HHL (что теперь возможно, потому что новая матрица
C эрмитово) и выздоравливай
x,
Итак, интересный вопрос сейчас:
Как выполнить гамильтоново моделирование для данной эрмитовой матрицы A?
И ответ будет зависеть от свойств A,
Это огромная тема для исследования, и о ней есть, что сказать. Я не буду представлять здесь все методы, поскольку они довольно сложны, и я не все понял. Вот список документов / презентаций, которые связаны с ГС и которые могут быть интересны для начала с ГС:
- Моделирование гамильтоновой динамики на небольшом квантовом компьютере : слайды о ГС. Даже если это презентация, это самый полный источник, который я нашел о гамильтоновом моделировании. Он быстро представляет 3 различных метода и цитирует интересные статьи для каждого метода.
- Конспект лекций по квантовым алгоритмам (Эндрю М. Чайлдс, 2017) : недавний и довольно полный. ГС обсуждается в главе 25 (стр. 123).
- Экспоненциальное улучшение точности для моделирования разреженных гамильтонианов : подробно представлен один из 3 методов, представленных в 1.
- Эффективные квантовые алгоритмы для моделирования разреженных гамильтонианов : подробно представлен еще один из 3 методов, представленных в 1.