論文の概要: Reduced Density Matrix Sampling: Self-consistent Embedding and
Multiscale Electronic Structure on Current Generation Quantum Computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.05531v1
- Date: Mon, 12 Apr 2021 14:57:51 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-04 01:53:23.879067
- Title: Reduced Density Matrix Sampling: Self-consistent Embedding and
Multiscale Electronic Structure on Current Generation Quantum Computers
- Title(参考訳): 減密度マトリックスサンプリング:電流発生量子コンピュータにおける自己整合埋め込みとマルチスケール電子構造
- Authors: Jules Tilly, P.V. Sriluckshmy, Akashkumar Patel, Enrico Fontana, Ivan
Rungger, Edward Grant, Robert Anderson, Jonathan Tennyson, and George H.
Booth
- Abstract要約: 次世代超伝導量子コンピュータにおける完全自己整合型マルチスケール量子古典アルゴリズムについて検討する。
これらの自己整合性アルゴリズムは、量子ハードウェアにかなりのノイズがあるにもかかわらず、確かに非常に堅牢であることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.3488660476261511
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We investigate fully self-consistent multiscale quantum-classical algorithms
on current generation superconducting quantum computers, in a unified approach
to tackle the correlated electronic structure of large systems in both quantum
chemistry and condensed matter physics. In both of these contexts, a strongly
correlated quantum region of the extended system is isolated and
self-consistently coupled to its environment via the sampling of reduced
density matrices. We analyze the viability of current generation quantum
devices to provide the required fidelity of these objects for a robust and
efficient optimization of this subspace. We show that with a simple error
mitigation strategy and optimization of compact tensor product bases to
minimize the number of terms to sample, these self-consistent algorithms are
indeed highly robust, even in the presence of significant noises on quantum
hardware. Furthermore, we demonstrate the use of these density matrices for the
sampling of non-energetic properties, including dipole moments and Fermi liquid
parameters in condensed phase systems, achieving a reliable accuracy with
sparse sampling. It appears that uncertainties derived from the iterative
optimization of these subspaces is smaller than variances in the energy for a
single subspace optimization with current quantum hardware. This boosts the
prospect for routine self-consistency to improve the choice of correlated
subspaces in hybrid quantum-classical approaches to electronic structure for
large systems in this multiscale fashion.
- Abstract(参考訳): 量子化学と凝縮物質物理学の両方において、大規模システムの相関電子構造に対処するための統一的なアプローチとして、現在の超伝導量子コンピュータにおける完全自己整合型量子古典アルゴリズムについて検討する。
これら2つの文脈において、拡張系の強相関量子領域を分離し、還元密度行列のサンプリングにより自己整合的にその環境に結合する。
この部分空間のロバストで効率的な最適化のために、現在の量子デバイスの実現可能性を分析し、それらのオブジェクトの忠実性を提供する。
単純な誤差緩和戦略とコンパクトテンソル積の最適化により、サンプルの項数を最小限に抑えることにより、量子ハードウェア上で大きなノイズが存在する場合でも、これらの自己整合アルゴリズムは確かに非常に頑健であることを示す。
さらに, この密度行列を用いて, 凝縮相系における双極子モーメントやフェルミ液体パラメータを含む非エネルギー特性のサンプリングを行い, スパースサンプリングによる高精度化を実現する。
これらの部分空間の反復最適化から導かれる不確実性は、現在の量子ハードウェアとの単一部分空間最適化のエネルギーの分散よりも小さいようである。
このことは、大規模システムに対する電子構造へのハイブリッド量子古典的アプローチにおける相関部分空間の選択を改善するための定期的な自己整合性を高める。
関連論文リスト
- Enhancing Quantum Diffusion Models with Pairwise Bell State Entanglement [35.436358464279785]
本稿では、ノイズ中間スケール量子(NISQ)デバイス向けに設計された新しい量子拡散モデルを提案する。
量子絡み合いと重ね合わせを利用して、このアプローチは量子生成学習を前進させる。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-11-24T20:14:57Z) - Projective Quantum Eigensolver with Generalized Operators [0.0]
PQEフレームワークにおける閉形式残留方程式の観点から一般化作用素を決定する手法を開発する。
いくつかの分子系への応用により、アンザッツは単体、二重体、三重体を含む(異方性)UCCと同様の精度を達成できることを実証した。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-10-21T15:40:22Z) - Multi-qubit quantum state preparation enabled by topology optimization [0.0]
逆設計のナノフォトニックキャビティにより、量子エミッタのペアとトリプルの純状態が作成できる。
我々の研究成果は、多ビット量子状態の効率的かつ迅速な準備に向けての道を開くものである。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-05-24T08:52:22Z) - Bias-field digitized counterdiabatic quantum optimization [39.58317527488534]
我々はこのプロトコルをバイアス場デジタルダイアバティック量子最適化(BF-DCQO)と呼ぶ。
私たちの純粋に量子的なアプローチは、古典的な変分量子アルゴリズムへの依存を排除します。
基底状態の成功確率のスケーリング改善を実現し、最大2桁まで増大する。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-05-22T18:11:42Z) - A quantum eigenvalue solver based on tensor networks [0.0]
電子基底状態は化学シミュレーションにおいて中心的な重要性を持つが、効率的な古典的アルゴリズムの範囲を超え続けている。
回転軌道ベースにおける行列積状態の線形結合から波動関数アンサッツを構成するハイブリッド量子古典固有値解法を導入する。
本研究は, 近距離量子ハードウェア上での強相関化学系のシミュレーションをスケールアップするための, 新たな道筋を示唆するものである。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-04-16T02:04:47Z) - Projective Quantum Eigensolver via Adiabatically Decoupled Subsystem Evolution: a Resource Efficient Approach to Molecular Energetics in Noisy Quantum Computers [0.0]
我々は,ノイズ中間スケール量子(NISQ)ハードウェアを用いて,分子系の基底状態エネルギーを正確に計算することを目的とした射影形式を開発した。
本研究では,将来の耐故障システムにおいて,必要な精度を同時に確保しながら,ノイズ下での優れた性能を示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-03-13T13:27:40Z) - On-the-fly Tailoring towards a Rational Ansatz Design for Digital
Quantum Simulations [0.0]
量子デバイスで物理的に実現可能な低深さ量子回路を開発することが不可欠である。
我々は,最適なアンサッツを動的に調整できるアンサッツ構成プロトコルを開発した。
アンザッツの構成は、エネルギーソートと演算子の可換性事前スクリーニングによって並列量子アーキテクチャで実行される可能性がある。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-02-07T11:22:01Z) - 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) - Quantum-Classical Hybrid Algorithm for the Simulation of All-Electron
Correlation [58.720142291102135]
本稿では、分子の全電子エネルギーと古典的コンピュータ上の特性を計算できる新しいハイブリッド古典的アルゴリズムを提案する。
本稿では,現在利用可能な量子コンピュータ上で,化学的に関連性のある結果と精度を実現する量子古典ハイブリッドアルゴリズムの能力を実証する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-06-22T18:00:00Z) - Fixed Depth Hamiltonian Simulation via Cartan Decomposition [59.20417091220753]
時間に依存しない深さの量子回路を生成するための構成的アルゴリズムを提案する。
一次元横フィールドXYモデルにおけるアンダーソン局在化を含む、モデルの特殊クラスに対するアルゴリズムを強調する。
幅広いスピンモデルとフェルミオンモデルに対して正確な回路を提供するのに加えて、我々のアルゴリズムは最適なハミルトニアンシミュレーションに関する幅広い解析的および数値的な洞察を提供する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-04-01T19:06:00Z) - Probing quantum information propagation with out-of-time-ordered
correlators [41.12790913835594]
小型の量子情報プロセッサは、多体量子システムを効率的にエミュレートする約束を持っている。
ここでは、時間外順序付き相関器(OTOC)の測定を実演する。
我々の実験における中心的な要件は、時間進化をコヒーレントに逆転させる能力である。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-02-23T15:29:08Z)
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。