論文の概要: Benchmarking adaptive variational quantum eigensolvers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.01279v1
• Date: Mon, 2 Nov 2020 19:52:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-26 01:32:49.695139
• Title: Benchmarking adaptive variational quantum eigensolvers
• Title（参考訳）: 適応変分量子固有ソルバのベンチマーク
• Authors: Daniel Claudino, Jerimiah Wright, Alexander J. McCaskey, Travis S. Humble
• Abstract要約: VQEとADAPT-VQEの精度をベンチマークし、電子基底状態とポテンシャルエネルギー曲線を計算する。 どちらの手法もエネルギーと基底状態の優れた推定値を提供する。 勾配に基づく最適化はより経済的であり、勾配のない類似シミュレーションよりも優れた性能を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 63.277656713454284
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: By design, the variational quantum eigensolver (VQE) strives to recover the lowest-energy eigenvalue of a given Hamiltonian by preparing quantum states guided by the variational principle. In practice, the prepared quantum state is indirectly assessed by the value of the associated energy. Novel adaptive derivative-assembled pseudo-trotter (ADAPT) ansatz approaches and recent formal advances now establish a clear connection between the theory of quantum chemistry and the quantum state ansatz used to solve the electronic structure problem. Here we benchmark the accuracy of VQE and ADAPT-VQE to calculate the electronic ground states and potential energy curves for a few selected diatomic molecules, namely H$_2$, NaH, and KH. Using numerical simulation, we find both methods provide good estimates of the energy and ground state, but only ADAPT-VQE proves to be robust to particularities in optimization methods. Another relevant finding is that gradient-based optimization is overall more economical and delivers superior performance than analogous simulations carried out with gradient-free optimizers. The results also identify small errors in the prepared state fidelity which show an increasing trend with molecular size.
• Abstract（参考訳）: 設計により、変分量子固有解法(VQE)は、変分原理によって導かれる量子状態を作成することにより、与えられたハミルトンの最低エネルギー固有値の回復を試みる。 実際には、準備された量子状態は関連するエネルギーの値によって間接的に評価される。 新しい適応微分型擬似トロッター(adapt) ansatzアプローチと最近の公式な進歩により、量子化学理論と電子構造問題を解決するために用いられる量子状態アンサッツの間に明確な関係が確立される。 ここではVQEとADAPT-VQEの精度をベンチマークし、いくつかの選択された二原子分子(H$_2$, NaH, KH)の電子基底状態とポテンシャルエネルギー曲線を計算する。 数値シミュレーションにより,両手法ともエネルギーと基底状態の良質な推定が得られたが,adapt-vqeのみが最適化手法の特異性にロバストであることが判明した。 もう一つの関連する発見は、勾配に基づく最適化は全体的に経済的であり、勾配なし最適化による類似のシミュレーションよりも優れたパフォーマンスをもたらすことである。 また, 分子サイズの増加傾向を示す, 調製された状態の忠実度に小さな誤差がみられた。

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