論文の概要: Quantifying the efficiency of state preparation via quantum variational
eigensolvers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.14338v2
- Date: Thu, 11 Feb 2021 20:17:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-07 23:08:12.402728
- Title: Quantifying the efficiency of state preparation via quantum variational
eigensolvers
- Title（参考訳）: 量子変分固有解法による状態生成効率の定量化
- Authors: Gabriel Matos, Sonika Johri, Zlatko Papi\'c
- Abstract要約: 整列状態の生成におけるQAOAの成功は、対象状態の相互作用距離に関係していることを示す。
積分不可能な量子モデルのいくつかの例でこれを数値的に検証する。
結論として、QAOAは通常、最も近い自由フェルミオン状態に摂動する解を見つける。
- 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: Recently, there has been much interest in the efficient preparation of
complex quantum states using low-depth quantum circuits, such as Quantum
Approximate Optimization Algorithm (QAOA). While it has been numerically shown
that such algorithms prepare certain correlated states of quantum spins with
surprising accuracy, a systematic way of quantifying the efficiency of QAOA in
general classes of models has been lacking. Here, we propose that the success
of QAOA in preparing ordered states is related to the interaction distance of
the target state, which measures how close that state is to the manifold of all
Gaussian states in an arbitrary basis of single-particle modes. We numerically
verify this for several examples of non-integrable quantum models, including
Ising models with two- and three-spin interactions and the cluster model in an
external field. Our results suggest that the structure of the entanglement
spectrum, as witnessed by the interaction distance, correlates with the success
of QAOA state preparation, and that this correlation also contains information
about different phases present in the model. We conclude that QAOA typically
finds a solution that perturbs around the closest free-fermion state.
- Abstract（参考訳）: 近年,量子近似最適化アルゴリズム (QAOA) などの低深度量子回路を用いた複雑な量子状態の効率的な調製に多くの関心が寄せられている。
このようなアルゴリズムが驚くべき精度で量子スピンの特定の相関状態を作成することが数値的に示されているが、一般的なモデルのクラスにおけるQAOAの効率を定量化する体系的な方法が欠けている。
ここでは, 順序状態の生成におけるQAOAの成功は, 対象状態の相互作用距離に関係しており, 単一粒子モードの任意の基底において, ガウス状態の多様体にその状態がどの程度近いかを測定する。
二スピンおよび三スピン相互作用を持つイジングモデルや外部場におけるクラスターモデルなど、非可積分量子モデルのいくつかの例について数値的に検証する。
この結果から,相互作用距離によって観測される絡み合いスペクトルの構造はQAOA状態生成の成功と相関し,この相関関係はモデルに存在する異なる位相に関する情報も含んでいることが示唆された。
結論として、QAOAは通常、最も近い自由フェルミオン状態に摂動する解を見つける。
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