論文の概要: An efficient adaptive variational quantum solver of the Schrodinger equation based on reduced density matrices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.07047v1
• Date: Sun, 13 Dec 2020 12:22:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-20 23:29:13.150181
• Title: An efficient adaptive variational quantum solver of the Schrodinger equation based on reduced density matrices
• Title（参考訳）: 還元密度行列に基づくシュロディンガー方程式の効率的な適応型変分量子解法
• Authors: Jie Liu and Zhenyu Li and Jinlong Yang
• Abstract要約: ADAPT-VQEに基づくシュロディンガー方程式の適応変分量子解法を提案する。 この新しいアルゴリズムは、短期雑音の中間スケールハードウェア上での化学系の量子シミュレーションに非常に適している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.24048506727803
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: Recently, an adaptive variational algorithm termed Adaptive Derivative-Assembled Pseudo-Trotter ansatz Variational Quantum Eigensolver (ADAPT-VQE) has been proposed by Grimsley et al. (Nat. Commun. 10, 3007) while the number of measurements required to perform this algorithm scales O(N^8). In this work, we present an efficient adaptive variational quantum solver of the Schrodinger equation based on ADAPT-VQE together with the reduced density matrix reconstruction approach, which reduces the number of measurements from O(N^8) to O(N^4). This new algorithm is quite suitable for quantum simulations of chemical systems on near-term noisy intermediate-scale hardware due to low circuit complexity and reduced measurement. Numerical benchmark calculations for small molecules demonstrate that this new algorithm provides an accurate description of the ground-state potential energy curves. In addition, we generalize this new algorithm for excited states with the variational quantum deflation approach and achieve the same accuracy as ground-state simulations.
• Abstract（参考訳）: 近年,適応微分アセンブルされた擬似トロッターアンサッツ変分量子固有解法 (ADAPT-VQE) と呼ばれる適応的変分アルゴリズムがGrimsleyらによって提案されている(Nat. Commun. 10, 3007)が,このアルゴリズムの実行に必要な測定値はO(N^8)。 本研究では,adapt-vqeに基づくシュロッディンガー方程式の効率的な適応変分量子ソルバと,o(n^8)からo(n^4)への測定回数を削減した密度行列再構成手法を提案する。 この新しいアルゴリズムは、回路の複雑さと測定量の減少により、ノイズの多い中間スケールハードウェア上での化学系の量子シミュレーションに非常に適している。 小さな分子に対する数値ベンチマーク計算は、この新しいアルゴリズムが基底状態ポテンシャルエネルギー曲線の正確な説明を提供することを示している。 さらに,この新しいアルゴリズムを変分量子デフレ法による励起状態に対して一般化し,基底状態シミュレーションと同じ精度を達成する。

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