論文の概要: Decomposition of high-rank factorized unitary coupled-cluster operators using ancilla and multi-qubit controlled low-rank counterparts

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.02589v1
• Date: Thu, 4 Nov 2021 02:12:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-09 04:47:21.620072
• Title: Decomposition of high-rank factorized unitary coupled-cluster operators using ancilla and multi-qubit controlled low-rank counterparts
• Title（参考訳）: アンシラとマルチキュービット制御低ランク演算子を用いた高階分解ユニタリクラスタ演算子の分解
• Authors: Luogen Xu, Joseph T. Lee, J. K. Freericks
• Abstract要約: ゲート深さを小さくするために余剰量子ビットを使って交換する新しい方式を提案し, 高速なUCC励起演算子をかなり低い深さ回路に分解する。 これらの結果は、状態調整回路の深さを小さくするために耐故障性マシンが利用可能である場合でも有用である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The factorized form of the unitary coupled-cluster approximation is one of the most promising methodologies to prepare trial states for strongly correlated systems within the variational quantum eigensolver framework. The factorized form of the UCC ansatz can be systematically applied to a reference state to generate the desired entanglement. The difficulty associated with such an approach is the requirement of simultaneously entangling a growing number of qubits, which quickly exceeds the hardware limitations of today's quantum machines. In particular, while circuits for singles and double excitations can be performed on current hardware, higher-rank excitations require too many gate operations. In this work, we propose a set of new schemes that trade off using extra qubits for a reduced gate depth to decompose high-rank UCC excitation operators into significantly lower depth circuits. These results will remain useful even when fault-tolerant machines are available to reduce the overall state-preparation circuit depth.
• Abstract（参考訳）: ユニタリ結合クラスタ近似の分解形式は、変分量子固有解法フレームワーク内の強相関系に対する試行状態を作成する最も有望な手法の1つである。 uccアンサッツの因子化形式を基準状態に適用して所望の絡み合いを生成することができる。 このようなアプローチに関連する困難さは、現在の量子マシンのハードウェア制限を急速に超過する、増大するキュービットを同時に絡み合わせる必要性である。 特に、シングルとダブル励起の回路は現在のハードウェアでは実行可能であるが、高階励起ではゲート操作が多すぎる。 本研究では,高位 ucc 励振演算子を極小回路に分解するために,余分な qubits を用いてゲート深さを削減した新しい方式を提案する。 これらの結果は、フォールトトレラントマシンが全体の状態準備回路の深さを減らすために利用できる場合でも有用である。

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