論文の概要: Krylov variational quantum algorithm for first principles materials simulations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.13298v2
• Date: Thu, 26 Aug 2021 14:08:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-29 07:04:27.085490
• Title: Krylov variational quantum algorithm for first principles materials simulations
• Title（参考訳）: 第一原理材料シミュレーションのためのkrylov変分量子アルゴリズム
• Authors: Francois Jamet, Abhishek Agarwal, Carla Lupo, Dan E. Browne, Cedric Weber, and Ivan Rungger
• Abstract要約: 量子コンピュータ上でグリーン関数を連続分数として取得するアルゴリズムを提案する。 これにより、量子アルゴリズムと第一原理の物質科学シミュレーションを統合することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.432166214112399
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We propose an algorithm to obtain Green's functions as a continued fraction on quantum computers, which is based on the construction of the Krylov basis using variational quantum algorithms, and included in a Lanczos iterative scheme. This allows the integration of quantum algorithms with first principles material science simulations, as we demonstrate within the dynamical mean-field theory (DMFT) framework. DMFT enables quantitative predictions for strongly correlated materials, and relies on the calculation of Green's functions. On conventional computers the exponential growth of the Hilbert space with the number of orbitals limits DMFT to small systems. Quantum computers open new avenues and can lead to a significant speedup in the computation of expectation values required to obtain the Green's function. We apply our Krylov variational quantum algorithm combined with DMFT to the charge transfer insulator La$_{2}$CuO$_4$ using a quantum computing emulator, and show that with 8 qubits it predicts the correct insulating material properties for the paramagnetic phase. We therefore expect that the method is ideally suited to perform simulations for real materials on near term quantum hardware.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータ上でグリーン関数を継続分数として得るアルゴリズムを提案する。これは変分量子アルゴリズムを用いたクリロフ基底の構成に基づいており、lanczos反復スキームに含まれる。 これにより、動的平均場理論(DMFT)フレームワークで示すように、量子アルゴリズムを第一原理の物質科学シミュレーションと統合することができる。 DMFTは強相関物質の定量的予測を可能にし、グリーン関数の計算に依存する。 従来のコンピュータでは、ヒルベルト空間の軌道数の指数的成長はDMFTを小系に制限する。 量子コンピュータは新しい道を開き、グリーン関数を得るのに必要な期待値の計算において大きなスピードアップをもたらす。 我々は, 電荷移動絶縁体La$_{2}$CuO$_4$に対して, DMFTと組み合わせたKrylov変分量子アルゴリズムを適用し, 8量子ビットの量子計算エミュレータを用いて, 常磁性相の正しい絶縁材料特性を予測することを示す。 したがって,本手法は,短期量子ハードウェア上での実材料シミュレーションに最適であると考えられる。

関連論文リスト

• Efficient Learning for Linear Properties of Bounded-Gate Quantum Circuits [63.733312560668274]
  d可変RZゲートとG-dクリフォードゲートを含む量子回路を与えられた場合、学習者は純粋に古典的な推論を行い、その線形特性を効率的に予測できるだろうか? 我々は、d で線形にスケーリングするサンプルの複雑さが、小さな予測誤差を達成するのに十分であり、対応する計算の複雑さは d で指数関数的にスケールすることを証明する。 我々は,予測誤差と計算複雑性をトレードオフできるカーネルベースの学習モデルを考案し,多くの実践的な環境で指数関数からスケーリングへ移行した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-22T08:21:28Z)
• Dynamical Mean Field Theory for Real Materials on a Quantum Computer [0.0]
  ハイブリッド量子古典DFT+DMFTシミュレーションフレームワークの開発について報告する。 IBM Quantumシステム上で最大14キュービットのハードウェア実験を行う。 実物の電子構造に対する相関効果を評価することにより,我々の量子DFT+DMFTワークフローの有用性を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-15T07:45:50Z)
• Quantum Simulation of Realistic Materials in First Quantization Using Non-local Pseudopotentials [1.3166122476354067]
  本稿では、電子構造の量子シミュレーションにおける第1の量子化平面波アルゴリズムの有用性を改良し、実証する。 我々は、最も正確で広く使われている偽ポテンシャルの1つである、Goedecker-Tetter-Hutter(GTH)擬ポテンシャルに焦点をあてる。 GTH擬ポテンシャルの複雑な形式にもかかわらず、量子シミュレーションの全体的なコストを大幅に増大させることなく、関連する演算子のエンコードをブロックすることができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-12T19:00:01Z)
• Quantum Thermal State Preparation [39.91303506884272]
  量子マスター方程式をシミュレートするための簡単な連続時間量子ギブスサンプリングを導入する。 我々は、特定の純ギブス状態を作成するための証明可能かつ効率的なアルゴリズムを構築した。 アルゴリズムのコストは温度、精度、混合時間に依存している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-31T17:29:56Z)
• 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)
• Differentiable matrix product states for simulating variational quantum computational chemistry [6.954927515599816]
  本稿では,変分量子固有解法(VQE)の並列化可能な古典シミュレータを提案する。 我々のシミュレーターは量子回路の進化を古典的自己微分フレームワークにシームレスに統合する。 応用として、我々のシミュレーターを用いて、一般的なHF、LiH、H$Oなどの小分子と、最大40ドルの量子ビットを持つより大きな分子であるCO$$、BeH$、H$_4$を研究する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-15T08:36:26Z)
• Simulating the Mott transition on a noisy digital quantum computer via Cartan-based fast-forwarding circuits [62.73367618671969]
  動的平均場理論(DMFT)は、ハバードモデルの局所グリーン関数をアンダーソン不純物のモデルにマッピングする。 不純物モデルを効率的に解くために、量子およびハイブリッド量子古典アルゴリズムが提案されている。 この研究は、ノイズの多いデジタル量子ハードウェアを用いたMott相転移の最初の計算を提示する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-10T17:32:15Z)
• Hybrid quantum-classical algorithm for computing imaginary-time correlation functions [0.0]
  本稿では,ハードウェアリソースが限られている量子デバイス上での仮想時間グリーン関数の計算のためのハイブリッドアルゴリズムを提案する。 量子回路シミュレータを用いて,二量体モデルと4サイト不純物モデルに対するグリーン関数の計算により,このアルゴリズムを検証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-06T03:40:02Z)
• Error mitigation and quantum-assisted simulation in the error corrected regime [77.34726150561087]
  量子コンピューティングの標準的なアプローチは、古典的にシミュレート可能なフォールトトレラントな演算セットを促進するという考え方に基づいている。 量子回路の古典的準確率シミュレーションをどのように促進するかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-12T20:58:41Z)
• Towards simulating 2D effects in lattice gauge theories on a quantum computer [1.327151508840301]
  本研究では,既存の量子技術を用いた2次元量子力学(2次元QED)の基底状態特性を実験的に研究する量子シミュレーション手法を提案する。 この提案は、arXiv:2006.14160における効果的なスピンモデルとしての格子ゲージ理論の定式化に基づいている。 本稿では、磁場効果の研究のための2つの変分量子固有解法(VQE)ベースのプロトコルと、QEDの動作結合を計算するための重要な第一歩について述べる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-08-21T01:20:55Z)
• Simulation of Thermal Relaxation in Spin Chemistry Systems on a Quantum Computer Using Inherent Qubit Decoherence [53.20999552522241]
  我々は,実世界の量子システムの振舞いをシミュレーションする資源として,キュービットデコヒーレンスを活用することを目指している。 熱緩和を行うための3つの方法を提案する。 結果,実験データ,理論的予測との間には,良好な一致が得られた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-03T11:48:11Z)

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。