論文の概要: Hardware Efficient Quantum Algorithms for Vibrational Structure Calculations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.12578v1
• Date: Fri, 27 Mar 2020 18:00:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-27 18:14:15.165450
• Title: Hardware Efficient Quantum Algorithms for Vibrational Structure Calculations
• Title（参考訳）: 振動構造計算のためのハードウェア効率のよい量子アルゴリズム
• Authors: Pauline J. Ollitrault, Alberto Baiardi, Markus Reiher, Ivano Tavernelli
• Abstract要約: 短期量子デバイスに適したボソニック系の基底および励起状態エネルギーの計算フレームワークを提案する。 我々は、量子ハードウェアで符号化できる振動波関数の異なるパラメトリゼーションをテストする。 我々は,量子ハードウェア上での振動エネルギーの計算における要求,量子ビット数,回路深さを評価する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We introduce a framework for the calculation of ground and excited state energies of bosonic systems suitable for near-term quantum devices and apply it to molecular vibrational anharmonic Hamiltonians. Our method supports generic reference modal bases and Hamiltonian representations, including the ones that are routinely used in classical vibrational structure calculations. We test different parametrizations of the vibrational wave function, which can be encoded in quantum hardware, based either on heuristic circuits or on the bosonic Unitary Coupled Cluster Ansatz. In particular, we define a novel compact heuristic circuit and demonstrate that it provides the best compromise in terms of circuit depth, optimization costs, and accuracy. We evaluate the requirements, number of qubits and circuit depth, for the calculation of vibrational energies on quantum hardware and compare them with state-of-the-art classical vibrational structure algorithms for molecules with up to seven atoms.
• Abstract（参考訳）: 近距離量子デバイスに適したボソニック系の基底および励起状態エネルギーの計算のための枠組みを導入し、分子振動非調和ハミルトニアンに適用する。 本手法は,古典的振動構造計算において日常的に使用されるものを含む,一般参照様相基底とハミルトニアン表現をサポートする。 量子ハードウェアで符号化可能な振動波動関数の異なるパラメータ化を、ヒューリスティック回路またはボソニックユニタリ結合クラスター ansatz に基づいてテストする。 特に,新しいコンパクトヒューリスティック回路を定義し,回路の深さ,最適化コスト,精度の点で最善の妥協となることを示す。 量子ハードウェア上での振動エネルギー計算の要求値,量子ビット数,回路深さを評価し,最大7個の原子を持つ分子に対する最先端の古典的振動構造アルゴリズムと比較した。

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