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。

関連論文リスト

• Extending Quantum Perceptrons: Rydberg Devices, Multi-Class Classification, and Error Tolerance [67.77677387243135]
  量子ニューロモーフィックコンピューティング(QNC)は、量子計算とニューラルネットワークを融合して、量子機械学習(QML)のためのスケーラブルで耐雑音性のあるアルゴリズムを作成する QNCの中核は量子パーセプトロン(QP)であり、相互作用する量子ビットのアナログダイナミクスを利用して普遍的な量子計算を可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-13T23:56:20Z)
• Challenging Excited States from Adaptive Quantum Eigensolvers: Subspace Expansions vs. State-Averaged Strategies [0.0]
  ADAPT-VQEは分子の基底状態を得るための単一の参照手法である。 MORE-ADAPT-VQEは、避けられた交差と異なる対称性の状態間の交差の両方を正確に記述することができる。 これらの改善は、難しい励起状態問題に対する量子コンピュータの使用に向けた有望な方向を示唆している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-17T14:03:27Z)
• A self-consistent field approach for the variational quantum eigensolver: orbital optimization goes adaptive [52.77024349608834]
  適応微分組立問題集合型アンザッツ変分固有解法(ADAPTVQE)における自己一貫したフィールドアプローチ(SCF)を提案する。 このフレームワークは、短期量子コンピュータ上の化学系の効率的な量子シミュレーションに使用される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-21T23:15:17Z)
• Variational Phase Estimation with Variational Fast Forwarding [0.0]
  本稿では、任意の分子系に対する変分量子位相推定(VQPE)の回路ベース実装について報告する。 近似は、実時間発展状態に対する忠実度が低い場合でも、ハミルトン対角化のよい基礎となることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-29T11:16:52Z)
• Real-Time Krylov Theory for Quantum Computing Algorithms [0.0]
  リアルタイム進化によって生成された部分空間を用いた新しいアプローチは、固有状態情報抽出の効率性を示している。 本稿では,量子ハードウェア上で固有値を抽出する,コンパクトかつ効率的なリアルタイムアルゴリズムである変分量子位相推定法(VQPE)を開発した。 強相関系に対する電子構造予測などの量子計算の基本問題への応用について論じる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-01T18:00:48Z)
• A Convergence Theory for Over-parameterized Variational Quantum Eigensolvers [21.72347971869391]
  変分量子固有解法(VQE)は、近未来のノイズ中間規模量子(NISQ)コンピュータにおける量子応用の有望な候補である。 オーバーパラメータ化系におけるVQEの収束の厳密な分析を行った。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-25T04:06:50Z)
• On optimization of coherent and incoherent controls for two-level quantum systems [77.34726150561087]
  本稿では、閉かつオープンな2レベル量子系の制御問題について考察する。 閉系の力学は、コヒーレント制御を持つシュリンガー方程式によって支配される。 開系の力学はゴリーニ=コサコフスキー=スダルシャン=リンドブラッドのマスター方程式によって支配される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-05T09:08:03Z)
• Efficient measure for the expressivity of variational quantum algorithms [72.59790225766777]
  我々は、変分量子アルゴリズムの表現率を研究するために、統計学習理論、すなわち被覆数に関する高度なツールを利用する。 まず、任意のアンサーゼを持つVQAの表現性は、量子ゲートの数と観測可能な測定値によって上限づけられていることを示す。 次に,システムノイズを考慮した量子チップ上でのVQAの表現性について検討する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-20T13:51:08Z)
• Benchmarking adaptive variational quantum eigensolvers [63.277656713454284]
  VQEとADAPT-VQEの精度をベンチマークし、電子基底状態とポテンシャルエネルギー曲線を計算する。 どちらの手法もエネルギーと基底状態の優れた推定値を提供する。 勾配に基づく最適化はより経済的であり、勾配のない類似シミュレーションよりも優れた性能を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-02T19:52:04Z)
• Simulating periodic systems on quantum computer [7.332046127518237]
  本稿では,拡張システムにおける量子シミュレーションの精度向上のための2つの手法を提案する。 一つは修正VQEアルゴリズムであり、複素ハミルトニアンを避けるためにハートリー・フォック軌道のユニタリ変換を導入する。 2つ目は、VQEと量子部分空間展開アプローチ(VQE/QSE)を組み合わせたポストVQEアプローチである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-08-07T01:56:32Z)
• Quantum-optimal-control-inspired ansatz for variational quantum algorithms [105.54048699217668]
  変分量子アルゴリズム (VQA) の中心成分は状態準備回路(英語版)であり、アンザッツ(英語版)または変分形式(英語版)とも呼ばれる。 ここでは、対称性を破るユニタリを組み込んだ「解」を導入することで、このアプローチが必ずしも有利であるとは限らないことを示す。 この研究は、より一般的な対称性を破るアンスの開発に向けた第一歩となり、物理学や化学問題への応用に繋がる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-08-03T18:00:05Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。