論文の概要: Variational quantum solver employing the PDS energy functional
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.08526v7
- Date: Tue, 22 Jun 2021 17:44:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-14 08:45:39.917269
- Title: Variational quantum solver employing the PDS energy functional
- Title（参考訳）: PDSエネルギー汎関数を用いた変分量子解法
- Authors: Bo Peng, Karol Kowalski
- Abstract要約: 接続モーメント展開の量子計算に基づく新しい量子アルゴリズムのクラスが、基底と励起状態エネルギーを見つけるために報告されている。
ここでは、Peeters-Devreese-Soldatov (PDS) の定式化は変分的であり、既存の変分量子インフラとさらに結合する可能性を持つ。
従来の変分量子固有解法(VQE)や元の静的PSD法と比較して、この新しい変分量子解法は、局所的なミニマに閉じ込められないようにダイナミクスをナビゲートするための効果的なアプローチを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.822193536884916
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Recently a new class of quantum algorithms that are based on the quantum
computation of the connected moment expansion has been reported to find the
ground and excited state energies. In particular, the Peeters-Devreese-Soldatov
(PDS) formulation is found variational and bearing the potential for further
combining with the existing variational quantum infrastructure. Here we find
that the PDS formulation can be considered as a new energy functional of which
the PDS energy gradient can be employed in a conventional variational quantum
solver. In comparison with the usual variational quantum eigensolver (VQE) and
the original static PDS approach, this new variational quantum solver offers an
effective approach to navigate the dynamics to be free from getting trapped in
the local minima that refer to different states, and achieve high accuracy at
finding the ground state and its energy through the rotation of the trial wave
function of modest quality, thus improves the accuracy and efficiency of the
quantum simulation. We demonstrate the performance of the proposed variational
quantum solver for toy models, H$_2$ molecule, and strongly correlated planar
H$_4$ system in some challenging situations. In all the case studies, the
proposed variational quantum approach outperforms the usual VQE and static PDS
calculations even at the lowest order. We also discuss the limitations of the
proposed approach and its preliminary execution for model Hamiltonian on the
NISQ device.
- Abstract（参考訳）: 近年、接続モーメント展開の量子計算に基づく新しい量子アルゴリズムのクラスが報告され、基底と励起状態エネルギーが発見された。
特に、Peeters-Devreese-Soldatov (PDS) の定式化は変分的であり、既存の変分量子基盤とさらに結合する可能性がある。
ここでは、PDS の定式化は、従来の変分量子解法で PDS のエネルギー勾配を利用できる新しいエネルギー汎関数とみなすことができる。
従来の変分量子固有解法(VQE)や元の静的PSD法と比較して、この新しい変分量子解法は、異なる状態を参照する局所ミニマに閉じ込められることなく、ダイナミクスをナビゲートするための効果的なアプローチを提供し、モデスト品質の試行波関数の回転によって基底状態とそのエネルギーを見つけるための高精度な精度を実現し、量子シミュレーションの精度と効率を向上させる。
玩具モデル, H$_2$分子, および強相関平面H$_4$系に対して, いくつかの困難な状況下で提案した変分量子解法の性能を示す。
あらゆるケーススタディにおいて、提案された変分量子アプローチは、低次でも通常のVQEおよび静的PSD計算よりも優れる。
また,提案手法の限界と,NISQデバイス上でのモデルハミルトニアンに対する予備的な実行についても論じる。
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