論文の概要: Using gradient-based algorithms to determine ground state energies on a quantum computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.08420v1
• Date: Fri, 17 Sep 2021 09:12:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-14 11:35:40.546654
• Title: Using gradient-based algorithms to determine ground state energies on a quantum computer
• Title（参考訳）: 勾配に基づくアルゴリズムを用いた量子コンピュータの基底状態エネルギー決定
• Authors: Tomislav Piskor, Florian G. Eich, Jan-Michael Reiner, Sebastian Zanker, Nicolas Vogt, Michael Marthaler, and Frank Wilhelm-Mauch
• Abstract要約: 変分アルゴリズムは、短期量子コンピュータで実装される可能性のある候補である。 本研究では, 勾配を求める方法, 特に有限差分法とパラメータシフト法が, 量子コンピュータのショットノイズとノイズの影響について検討する。
• 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: Variational algorithms are promising candidates to be implemented on near-term quantum computers. The variational quantum eigensolver (VQE) is a prominent example, where a parametrized trial state of the quantum mechanical wave function is optimized to obtain the ground state energy. In our work, we investigate the variational Hamiltonian Ansatz (VHA), where the trial state is given by a non-interacting reference state modified by unitary rotations using generators that are part of the Hamiltonian describing the system. The lowest energy is obtained by optimizing the angles of those unitary rotations. A standard procedure to optimize the variational parameters is to use gradient-based algorithms. However, shot noise and the intrinsic noise of the quantum device affect the evaluation of the required gradients. We studied how different methods for obtaining the gradient, specifically the finite-difference and the parameter-shift rule, are affected by shot noise and noise of the quantum computer. To this end, we simulated a simple quantum circuit, as well as the 2-site and 6-site Hubbard model.
• Abstract（参考訳）: 変分アルゴリズムは、短期量子コンピュータで実装される可能性のある候補である。 変分量子固有ソルバ(vqe)は、量子力学的波動関数のパラメータ化された試行状態を最適化して基底状態エネルギーを得る、顕著な例である。 本研究では, ハミルトンアンサッツ (VHA) の変分について検討し, システムを記述するハミルトニアンの一部となるジェネレータを用いて, 単位回転で修正した非相互作用参照状態によって試行状態が与えられる。 最低エネルギーは、それらのユニタリ回転の角度を最適化することによって得られる。 変分パラメータを最適化する標準的な手順は、勾配に基づくアルゴリズムを使用することである。 しかし、ショットノイズと量子デバイス固有のノイズは、要求される勾配の評価に影響を及ぼす。 本研究では,勾配を求める方法,特に有限差分法とパラメータシフト法が,量子コンピュータのショットノイズとノイズの影響について検討した。 この目的のために、簡単な量子回路と、2-siteおよび6-site Hubbardモデルをシミュレートした。

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