論文の概要: Real time evolution for ultracompact Hamiltonian eigenstates on quantum
hardware
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.08563v3
- Date: Wed, 7 Apr 2021 18:18:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-08 01:58:45.559918
- Title: Real time evolution for ultracompact Hamiltonian eigenstates on quantum
hardware
- Title（参考訳）: 量子ハードウェア上の超コンパクトハミルトン固有状態のリアルタイム進化
- Authors: Katherine Klymko, Carlos Mejuto-Zaera, Stephen J. Cotton, Filip
Wudarski, Miroslav Urbanek, Diptarka Hait, Martin Head-Gordon, K. Birgitta
Whaley, Jonathan Moussa, Nathan Wiebe, Wibe A. de Jong, and Norm M. Tubman
- Abstract要約: 本稿では,短期ハードウェア上での変分量子位相推定(VQPE)の詳細な解析を行う。
我々は、アプローチが立つ理論的根拠を導き、強い相関を持つハミルトン多様体を解くために、これまでで最もコンパクトな変分展開の1つを提供することを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.1301555359494566
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In this work we present a detailed analysis of variational quantum phase
estimation (VQPE), a method based on real-time evolution for ground and excited
state estimation on near-term hardware. We derive the theoretical ground on
which the approach stands, and demonstrate that it provides one of the most
compact variational expansions to date for solving strongly correlated
Hamiltonians. At the center of VQPE lies a set of equations, with a simple
geometrical interpretation, which provides conditions for the time evolution
grid in order to decouple eigenstates out of the set of time evolved expansion
states, and connects the method to the classical filter diagonalization
algorithm. Further, we introduce what we call the unitary formulation of VQPE,
in which the number of matrix elements that need to be measured scales linearly
with the number of expansion states, and we provide an analysis of the effects
of noise which substantially improves previous considerations. The unitary
formulation allows for a direct comparison to iterative phase estimation. Our
results mark VQPE as both a natural and highly efficient quantum algorithm for
ground and excited state calculations of general many-body systems. We
demonstrate a hardware implementation of VQPE for the transverse field Ising
model. Further, we illustrate its power on a paradigmatic example of strong
correlation (Cr2 in the SVP basis set), and show that it is possible to reach
chemical accuracy with as few as ~50 timesteps.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, 地表面のリアルタイム進化と, 短期ハードウェア上での励起状態推定法である変動量子位相推定(VQPE)の詳細な解析を行う。
我々は、このアプローチが成立する理論的根拠を導出し、強い相関を持つハミルトニアンを解くための最もコンパクトな変分展開の1つを提供することを示した。
vqpeの中心には単純な幾何学的解釈を持つ方程式の集合があり、時間発展拡大状態の集合から固有状態を切り離すために時間発展格子の条件を提供し、この方法と古典的なフィルター対角化アルゴリズムを接続する。
さらに,測定すべき行列要素の数が拡張状態の数と線形にスケールする,VQPEのユニタリ定式化( Unitary formulation of VQPE)について述べる。
ユニタリ定式化は反復位相推定と直接比較することができる。
この結果から,VQPEは一般多体系の基底および励起状態計算のための自然かつ高効率な量子アルゴリズムであることを示す。
横フィールドIsingモデルに対するVQPEのハードウェア実装を実演する。
さらに、強相関のパラダイム的な例(SVPベースセットのCr2)にそのパワーを例示し、約50のタイムステップで化学的精度に達することができることを示す。
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論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-03T18:00:05Z)
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