非マルコフ量子動力学のためのアンサンブル変分量子アルゴリズム

凝縮相環境における多くの物理的および化学的プロセスは、非マルコフ量子動力学を示します。このようなシミュレーションは古典コンピュータでは困難であるため、私たちはNISQデバイス上で非マルコフ動力学をシミュレーション可能な変分量子アルゴリズムを開発しました。モデルハミルトニアンとして、調和バスに線形結合された量子システムを使用しました。非マルコフ性は、バスの軌跡から補助変数を導入することで捉えられます。バスの自由度のモンテカルロサンプリングにより、有限温度動力学が生成されます。シミュレータ上でアルゴリズムを検証し、IBM量子デバイス上でその性能を示しました。このフレームワークは、システムに非線形結合された任意の非調和バスに自然に適応でき、散逸環境におけるスピンチェーン動力学のシミュレーションにも適しています。