論文の概要: A variational quantum eigensolver for dynamic correlation functions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.01703v2
- Date: Mon, 10 May 2021 13:29:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-01 15:14:23.710477
- Title: A variational quantum eigensolver for dynamic correlation functions
- Title（参考訳）: 動的相関関数に対する変分量子固有解法
- Authors: Hongxiang Chen, Max Nusspickel, Jules Tilly, George H. Booth
- Abstract要約: ゼロ温度動的相関関数の計算を改良VQEアルゴリズムに再キャストする方法を示す。
これにより、系の力学を記述する重要な物理的期待値が周波数軸に直接収束する。
本手法は, 近距離量子プロセッサ上での相関系の周波数ダイナミクスの抽出の可能性を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9176056742068814
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recent practical approaches for the use of current generation noisy quantum
devices in the simulation of quantum many-body problems have been dominated by
the use of a variational quantum eigensolver (VQE). These coupled
quantum-classical algorithms leverage the ability to perform many repeated
measurements to avoid the currently prohibitive gate depths often required for
exact quantum algorithms, with the restriction of a parameterized circuit to
describe the states of interest. In this work, we show how the calculation of
zero-temperature dynamic correlation functions defining the linear response
characteristics of quantum systems can also be recast into a modified VQE
algorithm, which can be incorporated into the current variational quantum
infrastructure. This allows for these important physical expectation values
describing the dynamics of the system to be directly converged on the frequency
axis, and they approach exactness over all frequencies as the flexibility of
the parameterization increases. The frequency resolution hence does not
explicitly scale with gate depth, which is approximately twice as deep as a
ground state VQE. We apply the method to compute the single-particle Green's
function of ab initio dihydrogen and lithium hydride molecules, and demonstrate
the use of a practical active space embedding approach to extend to larger
systems. While currently limited by the fidelity of two-qubit gates, whose
number is increased compared to the ground state algorithm on current devices,
we believe the approach shows potential for the extraction of frequency
dynamics of correlated systems on near-term quantum processors.
- Abstract（参考訳）: 量子多体問題のシミュレーションにおける電流発生型雑音量子デバイスの利用に関する最近の実践的アプローチは、変分量子固有解法(vqe)によって支配されている。
これらの結合量子古典アルゴリズムは、正確な量子アルゴリズムに必要な現在禁止されているゲート深さを避けるために多くの繰り返し測定を行う能力を利用する。
本稿では,量子系の線形応答特性を定義するゼロ温度動的相関関数の計算を,現在の変動量子基盤に組み込むことができる改良VQEアルゴリズムに再キャストする方法について述べる。
これにより、系の力学を記述するこれらの重要な物理的期待値が周波数軸に直接収束し、パラメータ化の柔軟性が増大するにつれて、全ての周波数の正確性にアプローチすることができる。
したがって、周波数分解能は、基底状態VQEの約2倍の深さであるゲート深さで明示的にスケールしない。
本手法は,abイニチオジヒドロゲンおよび水素化リチウム分子の単粒子グリーン関数の計算に応用し,より大きな系に拡張するための実用的な活性空間埋め込み手法の使用を実証する。
現在、2量子ビットゲートの忠実度は、現在のデバイス上の基底状態アルゴリズムよりも増加するが、このアプローチは、近距離量子プロセッサ上の相関系の周波数ダイナミクスの抽出の可能性を示している。
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