論文の概要: Classically-Boosted Variational Quantum Eigensolver
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.04755v1
- Date: Wed, 9 Jun 2021 00:56:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-27 04:32:34.709155
- Title: Classically-Boosted Variational Quantum Eigensolver
- Title（参考訳）: 古典的ブースト変量量子固有解法
- Authors: Maxwell D. Radin, Peter Johnson
- Abstract要約: 短期量子コンピュータは古典的に難解な量子状態を表現することができる。
サンプリング誤差やデバイスノイズに対する感度は、古典的に抽出可能な状態が固有状態を記述することができる極限においてゼロに近づく。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The ability of near-term quantum computers to represent
classically-intractable quantum states has brought much interest in using such
devices for estimating the ground and excited state energies of fermionic
Hamiltonians. The usefulness of such near-term techniques, generally based on
the Variational Quantum Eigensolver (VQE), however, is limited by device noise
and the need to perform many circuit repetitions. This paper addresses these
challenges by generalizing VQE to consider wavefunctions in a subspace spanned
by classically tractable states and states that can be prepared on a quantum
computer. The manuscript shows how the ground and excited state energies can be
estimated using such "classical-boosting" and how this approach can be combined
with VQE Hamiltonian decomposition techniques. Unlike existing VQE approaches,
the sensitivity to sampling error and device noise approaches zero in the limit
where the classically tractable states are able to describe an eigenstate. A
detailed analysis of the measurement requirements in the simplest case, where a
single computational basis state is used to boost conventional VQE, shows that
the ground-state energy estimation of several closed-shell homonuclear diatomic
molecules can be accelerated by a factor of approximately 10-1000. The analysis
also shows that the measurement reduction of such single basis state boosting,
relative to conventional VQE, can be estimated using only the overlap between
the ground state and the computational basis state used for boosting.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータが古典的に抽出可能な量子状態を表現する能力は、フェルミオンハミルトニアンの基底と励起状態エネルギーを推定するためにそのような装置を使うことに大きな関心を寄せている。
しかし、変分量子固有解法(VQE)を基本とした短期的手法の有用性は、デバイスノイズと多くの回路繰り返しを実行する必要性によって制限されている。
本稿ではVQEを一般化し、量子コンピュータで準備できる古典的に取り外し可能な状態と状態にまたがる部分空間における波動関数を考察する。
原稿は、このような「古典的ブーイング」を用いて基底エネルギーと励起状態エネルギーを推定し、このアプローチとVQEハミルトニアン分解技術を組み合わせる方法を示している。
既存のVQEアプローチとは異なり、サンプリングエラーやデバイスノイズに対する感度は、古典的に抽出可能な状態が固有状態を記述することができる極限においてゼロに近づく。
単一の計算基底状態を用いて従来のvqeを増加させる最も単純なケースにおける測定要件の詳細な分析により、いくつかの閉殻二原子分子の基底状態のエネルギー推定を約10-1000倍の係数で加速できることが示されている。
また, 従来のvqeと比較して, 地上状態とブースティングに用いる計算基底状態との重なりのみを用いて, 単元状態ブースティングの測定低減量を推定できることを示した。
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