論文の概要: Resource-efficient encoding algorithm for variational bosonic quantum
simulations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.11886v2
- Date: Wed, 12 May 2021 09:48:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-10 03:04:47.011930
- Title: Resource-efficient encoding algorithm for variational bosonic quantum
simulations
- Title（参考訳）: 変分ボソニック量子シミュレーションのための資源効率のよい符号化アルゴリズム
- Authors: Marco Majland and Nikolaj Thomas Zinner
- Abstract要約: 量子コンピューティングのノイズ中間スケール量子(NISQ)時代には、量子資源は限られている。
ボゾン基底と励起状態計算のための資源効率のよい量子アルゴリズムを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum algorithms are promising candidates for the enhancement of
computational efficiency for a variety of computational tasks, allowing for the
numerical study of physical systems intractable to classical computers. In the
Noisy Intermediate Scale Quantum (NISQ) era of quantum computing, however,
quantum resources are limited and thus quantum algorithms utilizing such
resources efficiently are highly coveted. We present a resource-efficient
quantum algorithm for bosonic ground and excited state computations using the
Variational Quantum Eigensolver algorithm with the Unitary Coupled Cluster
ansatz. The algorithm is based on two quantum resource reduction strategies,
consisting of a selective Hamming truncation of the encoded qubit Hilbert space
along with a qubit ground state encoding protocol. Our algorithm proves to
significantly increase accuracy with a simultaneous reduction of required
quantum resources compared to current approaches. Furthermore, the selective
Hamming truncation of our algorithm presents a versatile method to tailor the
utilized quantum resources of a quantum computer depending on the hardware
parameters. Finally, our work may contribute to shortening the route to achieve
a practical quantum advantage in bosonic quantum simulations. The study of
vibrational properties of molecular systems is crucial in a variety of
contexts, such as spectroscopy, fluorescence, chemical reaction dynamics and
transport properties. Thus, our algorithm provides a resource-efficient
flexible approach to study such applications in the context of quantum
computational chemistry on quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 量子アルゴリズムは、様々な計算タスクの計算効率の向上に有望な候補であり、古典的コンピュータに難解な物理システムの数値研究を可能にする。
しかし、量子コンピューティングのノイズ中間スケール量子(NISQ)時代には、量子資源は限られており、そのような資源を効率的に活用する量子アルゴリズムは高度に探索されている。
変動量子固有解法アルゴリズムとユニタリ結合クラスタアンサッツを用いたボソニックグラウンドおよび励起状態計算のための資源効率のよい量子アルゴリズムを提案する。
このアルゴリズムは、エンコードされた qubit hilbert 空間の選択的ハミング切断と qubit ground state encoding protocol からなる2つの量子リソース削減戦略に基づいている。
提案アルゴリズムは,現在の手法と比較して,必要な量子リソースを同時に削減することで,精度を著しく向上させる。
さらに,本アルゴリズムの選択的ハミング切断は,量子コンピュータの量子資源をハードウェアパラメータに応じて調整するための汎用的な手法である。
最後に、我々の研究はボゾン量子シミュレーションにおける実用的な量子優位性を達成するためのルートの短縮に寄与するかもしれない。
分子系の振動特性の研究は、分光、蛍光、化学反応のダイナミクス、輸送特性など様々な文脈において重要である。
そこで,本アルゴリズムは,量子コンピュータ上の量子計算化学の文脈でこのような応用を研究するための資源効率の高いフレキシブルな手法を提供する。
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