論文の概要: Quadratic Clifford expansion for efficient benchmarking and
initialization of variational quantum algorithms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.09927v2
- Date: Mon, 14 Dec 2020 08:14:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-23 17:05:23.582612
- Title: Quadratic Clifford expansion for efficient benchmarking and
initialization of variational quantum algorithms
- Title（参考訳）: 変分量子アルゴリズムの効率的なベンチマークと初期化のための二次クリフォード拡張
- Authors: Kosuke Mitarai and Yasunari Suzuki and Wataru Mizukami and Yuya O.
Nakagawa and Keisuke Fujii
- Abstract要約: 変分量子アルゴリズムは、短期量子コンピュータの魅力的な応用であると考えられている。
本稿では,変分量子アルゴリズムの効率的なベンチマークのための摂動的アプローチを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8808007156832224
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Variational quantum algorithms are considered to be appealing applications of
near-term quantum computers. However, it has been unclear whether they can
outperform classical algorithms or not. To reveal their limitations, we must
seek a technique to benchmark them on large scale problems. Here, we propose a
perturbative approach for efficient benchmarking of variational quantum
algorithms. The proposed technique performs perturbative expansion of a circuit
consisting of Clifford and Pauli rotation gates, which is enabled by exploiting
the classical simulatability of Clifford circuits. Our method can be applied to
a wide family of parameterized quantum circuits consisting of Clifford gates
and single-qubit rotation gates. The approximate optimal parameter obtained by
the method can also serve as an initial guess for further optimizations on a
quantum device, which can potentially solve the so-called ``barren-plateau''
problem. As the first application of the method, we perform a benchmark of
so-called hardware-efficient-type ansatzes when they are applied to the VQE of
one-dimensional hydrogen chains up to $\mathrm{H}_{24}$, which corresponds to
$48$-qubit system, using a standard workstation.
- Abstract（参考訳）: 変分量子アルゴリズムは、短期量子コンピュータの応用に適していると考えられている。
しかし、それらが古典的アルゴリズムを上回ることができるかどうかは不明である。
その限界を明らかにするために,大規模問題に対するベンチマーク手法を探さなければならない。
本稿では,変分量子アルゴリズムの効率的なベンチマークのための摂動的アプローチを提案する。
提案手法は、クリフォード回路とパウリ回転ゲートからなる回路の摂動拡張を行い、クリフォード回路の古典的同化可能性を利用する。
本手法はクリフォードゲートと単一量子ビット回転ゲートからなる広範にパラメータ化された量子回路に適用できる。
この方法で得られた近似最適パラメータは、量子デバイス上のさらなる最適化のための初期推測としても機能し、いわゆる ‘barren-plateau' 問題を解く可能性がある。
この手法の最初の応用として,1次元水素鎖のvqeに対して,標準ワークステーションを用いて48ドルの量子ビットシステムに相当する$\mathrm{h}_{24}$ を適用した場合,いわゆるハードウェア効率のよいアンサットのベンチマークを行う。
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