論文の概要: Hybrid quantum-classical approach for coupled-cluster Green's function
theory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.06981v4
- Date: Tue, 22 Mar 2022 20:12:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-03 21:03:53.980355
- Title: Hybrid quantum-classical approach for coupled-cluster Green's function
theory
- Title（参考訳）: 結合クラスターグリーン関数論に対するハイブリッド量子古典的アプローチ
- Authors: Trevor Keen, Bo Peng, Karol Kowalski, Pavel Lougovski, Steven Johnston
- Abstract要約: 本稿では,結合クラスタグリーン関数(CCGF)の量子古典的実装について報告する。
この方法は、明示的な基底状態の準備を、単項演算子を単純な積状態に適用するタスクに置き換える。
ここではアンダーソン不純物モデル(AIM)について示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.703471655236035
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The three key elements of a quantum simulation are state preparation, time
evolution, and measurement. While the complexity scaling of time evolution and
measurements are well known, many state preparation methods are strongly
system-dependent and require prior knowledge of the system's eigenvalue
spectrum. Here, we report on a quantum-classical implementation of the
coupled-cluster Green's function (CCGF) method, which replaces explicit ground
state preparation with the task of applying unitary operators to a simple
product state. While our approach is broadly applicable to many models, we
demonstrate it here for the Anderson impurity model (AIM). The method requires
a number of $T$ gates that grows as $ \mathcal{O} \left(N^5 \right)$ per time
step to calculate the impurity Green's function in the time domain, where $N$
is the total number of energy levels in the AIM. Since the number of $T$ gates
is analogous to the computational time complexity of a classical simulation, we
achieve an order of magnitude improvement over a classical CCGF calculation of
the same order, which requires $ \mathcal{O} \left(N^6 \right)$ computational
resources per time step.
- Abstract（参考訳）: 量子シミュレーションの3つの重要な要素は状態の準備、時間進化、測定である。
時間進化と測定の複雑さのスケーリングはよく知られているが、多くの状態準備法はシステムに依存し、システムの固有値スペクトルの事前知識を必要とする。
本稿では,結合クラスタグリーン関数 (CCGF) の量子古典的実装について報告する。
われわれのアプローチは多くのモデルに適用できるが、アンダーソン不純物モデル(AIM)についてはここで実証する。
この方法は、時間領域における不純物グリーンの関数を計算するために、時間ステップあたり$ \mathcal{O} \left(N^5 \right)$として成長する多くの$T$ゲートを必要とする。
T$ゲートの数は古典的シミュレーションの計算時間複雑性に類似するため、同じ順序の古典的CCGF計算よりも桁違いに改善され、時間ステップあたり$ \mathcal{O} \left(N^6 \right)$計算資源が必要となる。
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