論文の概要: Hybrid Quantum-Classical Eigensolver Without Variation or Parametric Gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.11347v2
• Date: Mon, 16 Nov 2020 21:54:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-04 21:57:06.169933
• Title: Hybrid Quantum-Classical Eigensolver Without Variation or Parametric Gates
• Title（参考訳）: 変動やパラメトリックゲートのないハイブリッド量子古典固有解法
• Authors: Pejman Jouzdani, Stefan Bringuier
• Abstract要約: 本稿では,電子量子系の固有エネルギースペクトルを得る方法を提案する。 これは、量子系のハミルトニアンを有限有効ヒルベルト空間に射影することで達成される。 実効ハミルトニアンの対応する対角線および対角線の項を測定するための短深さ量子回路を作成するプロセスを与える。
• 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: The use of near-term quantum devices that lack quantum error correction, for addressing quantum chemistry and physics problems, requires hybrid quantum-classical algorithms and techniques. Here we present a process for obtaining the eigenenergy spectrum of electronic quantum systems. This is achieved by projecting the Hamiltonian of a quantum system onto a limited effective Hilbert space specified by a set of computational bases. From this projection an effective Hamiltonian is obtained. Furthermore, a process for preparing short depth quantum circuits to measure the corresponding diagonal and off-diagonal terms of the effective Hamiltonian is given, whereby quantum entanglement and ancilla qubits are used. The effective Hamiltonian is then diagonalized on a classical computer using numerical algorithms to obtain the eigenvalues. The use case of this approach is demonstrated for ground sate and excited states of BeH$_2$ and LiH molecules, and the density of states, which agrees well with exact solutions. Additionally, hardware demonstration is presented using IBM quantum devices for H$_2$ molecule.
• Abstract（参考訳）: 量子化学と物理学の問題に対処するために、量子エラー補正を欠いた短期量子デバイスを使用するには、ハイブリッド量子古典アルゴリズムと技術が必要である。 本稿では,電子量子系の固有エネルギースペクトルを得る方法を提案する。 これは、量子系のハミルトニアンを一連の計算ベースで指定された限られた実効ヒルベルト空間に投影することによって達成される。 この射影から効果的なハミルトニアンが得られる。 さらに、有効ハミルトニアンの対角およびオフ対角項を測定するための短深さ量子回路を作成する工程が与えられ、量子エンタングルメントとアンシラ量子ビットが使用される。 実効ハミルトニアンは、数値アルゴリズムを用いて古典的なコンピュータ上で対角化されて固有値を得る。 このアプローチのユースケースは、BeH$_2$およびLiH分子の基底飽和状態と励起状態、および正確な解によく一致する状態の密度に対して示される。 さらに、h$_2$分子に対してibm量子デバイスを用いてハードウェアデモを行う。

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