論文の概要: The Cost of Improving the Precision of the Variational Quantum
Eigensolver for Quantum Chemistry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.04965v1
- Date: Tue, 9 Nov 2021 06:24:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-08 18:15:32.622066
- Title: The Cost of Improving the Precision of the Variational Quantum
Eigensolver for Quantum Chemistry
- Title(参考訳): 量子化学における変量量子固有解器の精度向上のコスト
- Authors: Ivana Mih\'alikov\'a, Matej Pivoluska, Martin Plesch, Martin Fri\'ak,
Daniel Nagaj, Mojm\'ir \v{S}ob
- Abstract要約: 様々な種類の誤差が変分量子固有解法(VQE)に与える影響について検討する。
ハイブリッド古典量子最適化の最適方法は、中間エネルギー評価においていくつかのノイズを許容することである。
- 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: Quantum computing brings a promise of new approaches into computational
quantum chemistry. While universal, fault-tolerant quantum computers are still
not available, we want to utilize today's noisy quantum processors. One of
their flagship applications is the variational quantum eigensolver (VQE) -- an
algorithm to calculate the minimum energy of a physical Hamiltonian. In this
study, we investigate how various types of errors affect the VQE, and how to
efficiently use the available resources to produce precise computational
results. We utilize a simulator of a noisy quantum device, an exact statevector
simulator, as well as physical quantum hardware to study the VQE algorithm for
molecular hydrogen. We find that the optimal way of running the hybrid
classical-quantum optimization is to (i) allow some noise in intermediate
energy evaluations, using fewer shots per step and fewer optimization
iterations, but require high final readout precision, (ii) emphasize efficient
problem encoding and ansatz parametrization, and (iii) run all experiments
within a short time-frame, avoiding parameter drift with time. Nevertheless,
current publicly available quantum resources are still very noisy and
scarce/expensive, and even when using them efficiently it is quite difficult to
obtain trustworthy calculations of molecular energies.
- Abstract(参考訳): 量子コンピューティングは、計算量子化学に多くの新しいアプローチをもたらす。
ユニバーサルでフォールトトレラントな量子コンピュータはまだ利用できないが、今日のノイズの多い量子プロセッサを利用したい。
フラッグシップとなる応用の1つは、物理ハミルトニアンの最小エネルギーを計算するアルゴリズムである変分量子固有解法(VQE)である。
本研究では,VQEの誤差の種類や資源を効率的に利用して正確な計算結果を生成する方法について検討する。
我々は、ノイズ量子デバイスのシミュレータ、正確な状態ベクトルシミュレータ、および物理量子ハードウェアを用いて、水素分子のVQEアルゴリズムを研究する。
ハイブリッド古典量子最適化の最適方法は、その実行方法であることがわかった。
(i)中間エネルギー評価におけるノイズを許容し、1ステップあたりのショット数が少なく、最適化イテレーションも少ないが、最終的な読み出し精度は高い。
(ii)効率的な問題符号化とアンサッツパラメトリゼーションを強調する。
(iii)全ての実験を短い時間枠で実行し、時間とともにパラメータのドリフトを避ける。
しかしながら、現在公開されている量子資源は未だに非常に騒々しく、また、効率よく使用しても、分子エネルギーの信頼できる計算を得ることは非常に困難である。
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