論文の概要: Qubit-excitation-based adaptive variational quantum eigensolver
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.10540v2
- Date: Thu, 14 Oct 2021 11:24:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-23 14:57:42.654500
- Title: Qubit-excitation-based adaptive variational quantum eigensolver
- Title（参考訳）: 量子ビット励起に基づく適応変分量子固有解法
- Authors: Yordan S. Yordanov, V. Armaos, Crispin H. W. Barnes, David R. M.
Arvidsson-Shukur
- Abstract要約: フェルミオン励起進化とは対照的に「クビット励起進化」は「クビット可換」に従う
QEB-ADAPT-VQE(QEB-ADAPT-VQE)は、問題調整アンザッツを用いて分子シミュレーションを行うADAPT-VQEの修正である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Molecular simulations with the variational quantum eigensolver (VQE) are a
promising application for emerging noisy intermediate-scale quantum computers.
Constructing accurate molecular ans\"atze that are easy to optimize and
implemented by shallow quantum circuits is crucial for the successful
implementation of such simulations. Ans\"atze are, generally, constructed as
series of fermionic-excitation evolutions. Instead, we demonstrate the
usefulness of constructing ans\"atze with "qubit-excitation evolutions", which,
contrary to fermionic excitation evolutions, obey "qubit commutation
relations". We show that qubit excitation evolutions, despite the lack of some
of the physical features of fermionic excitation evolutions, accurately
construct ans\"atze, while requiring asymptotically fewer gates. Utilizing
qubit excitation evolutions, we introduce the qubit-excitation-based adaptive
(QEB-ADAPT)-VQE protocol. The QEB-ADAPT-VQE is a modification of the ADAPT-VQE
that performs molecular simulations using a problem-tailored ansatz, grown
iteratively by appending evolutions of qubit excitation operators. By
performing classical numerical simulations for small molecules, we benchmark
the QEB-ADAPT-VQE, and compare it against the original fermionic-ADAPT-VQE and
the qubit-ADAPT-VQE. In terms of circuit efficiency and convergence speed, we
demonstrate that the QEB-ADAPT-VQE outperforms the qubit-ADAPT-VQE, which to
our knowledge was the previous most circuit-efficient scalable VQE protocol for
molecular simulations.
- Abstract（参考訳）: 変分量子固有解法(vqe)を用いた分子シミュレーションは、うるさい中間スケール量子コンピュータに有望な応用である。
浅い量子回路による最適化や実装が容易な正確な分子アンセロザイゼの構築は、そのようなシミュレーションの実装の成功に不可欠である。
ans\"atzeは一般にフェルミオン励起進化の系列として構成される。
代わりに、フェルミオン励起進化とは対照的に、"qubit commutation relations"に従う"qubit-excitation evolutions"でans\"atzeを構築するの有用性を示す。
フェルミオン励起進化の物理的特徴の欠如にもかかわらず、量子ビット励起の進化は、漸近的に少ないゲートを必要とする一方で、正確にans\"atzeを構築していることを示している。
qubit-excitation-based Adaptive (QEB-ADAPT)-VQEプロトコルを導入する。
QEB-ADAPT-VQE(QEB-ADAPT-VQE)は、量子ビット励起演算子の進化を加えて反復的に成長した問題調整アンザッツを用いて分子シミュレーションを行うADAPT-VQEの修正である。
小分子の古典的数値シミュレーションにより、QEB-ADAPT-VQEをベンチマークし、元のフェルミオン-ADAPT-VQEとqubit-ADAPT-VQEと比較する。
回路効率と収束速度に関して、QEB-ADAPT-VQEは、分子シミュレーションにおけるこれまでの最も回路効率のよいスケーラブルなVQEプロトコルであるqubit-ADAPT-VQEよりも優れていることを示す。
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