論文の概要: Compressing Many-Body Fermion Operators Under Unitary Constraints

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.05010v1
• Date: Fri, 10 Sep 2021 17:42:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-15 11:37:09.567052
• Title: Compressing Many-Body Fermion Operators Under Unitary Constraints
• Title（参考訳）: 単体制約下における多体フェルミオン演算子圧縮
• Authors: Nicholas C. Rubin, Joonho Lee, Ryan Babbush
• Abstract要約: 本稿では,2体演算子の単一粒子基底変換に匹敵する複雑性を有する因子分解を行う数値アルゴリズムを提案する。 この数値計算法の適用例として,汎用ユニタリクラスタ演算子を近似するために,我々のプロトコルが利用できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6445605125467573
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The most efficient known quantum circuits for preparing unitary coupled cluster states and applying Trotter steps of the arbitrary basis electronic structure Hamiltonian involve interleaved sequences of fermionic Gaussian circuits and Ising interaction type circuits. These circuits arise from factorizing the two-body operators generating those unitaries as a sum of squared one-body operators that are simulated using product formulas. We introduce a numerical algorithm for performing this factorization that has an iteration complexity no worse than single particle basis transformations of the two-body operators and often results in many times fewer squared one-body operators in the sum of squares compared to the analytical decompositions. As an application of this numerical procedure, we demonstrate that our protocol can be used to approximate generic unitary coupled cluster operators and prepare the necessary high-quality initial states for techniques (like ADAPT-VQE) that iteratively construct approximations to the ground state.
• Abstract（参考訳）: 単一結合クラスタ状態を作成し、任意の基底電子構造のトロッターステップを適用するための最も効率的な量子回路は、フェルミオンガウス回路とイジング相互作用型回路のインターリーブシーケンスを含む。 これらの回路は、それらのユニタリを生成する二体作用素を積公式を用いてシミュレートされた二乗一体作用素の和として分解することから生じる。 本稿では, 2体演算子の単一粒子基底変換に比較して, 繰り返し複雑性が悪く, 解析的分解に比べて2体演算子の総和において, しばしば2体演算子の数が2倍に減少する計算アルゴリズムを提案する。 この数値計算手法の応用として,本プロトコルを汎用ユニタリ結合型クラスタ演算子の近似に利用し,基底状態への近似を反復的に構築する手法 (adapt-vqe など) に必要な高品質初期条件を準備できることを実証する。

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