論文の概要: Simulating Time Evolution with Fully Optimized Single-Qubit Gates on
Parameterized Quantum Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.05538v2
- Date: Wed, 16 Feb 2022 05:45:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-08 12:27:04.686337
- Title: Simulating Time Evolution with Fully Optimized Single-Qubit Gates on
Parameterized Quantum Circuits
- Title（参考訳）: パラメータ化量子回路上での完全最適化単一量子ゲートによる時間進化のシミュレーション
- Authors: Kaito Wada, Rudy Raymond, Yu-ya Ohnishi, Eriko Kaminishi, Michihiko
Sugawara, Naoki Yamamoto, Hiroshi C. Watanabe
- Abstract要約: パラメータ化量子回路における任意の単一量子ビットゲートを逐次最適化する新しい手法を提案する。
本手法をリアルタイム進化に適用し,シミュレーション精度とハードウェア効率のトレードオフを議論する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.5462326830737805
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: We propose a novel method to sequentially optimize arbitrary single-qubit
gates in parameterized quantum circuits for simulating real and imaginary time
evolution. The method utilizes full degrees of freedom of single-qubit gates
and therefore can potentially obtain better performance. Specifically, it
simultaneously optimizes both the axis and the angle of a single-qubit gate,
while the known methods either optimize the angle with the axis fixed, or vice
versa. It generalizes the known methods and utilizes sinusoidal cost functions
parameterized by the axis and angle of rotation. Furthermore, we demonstrate
how it can be extended to optimize a set of parameterized two-qubit gates with
excitation-conservation constraints, which includes the Hop and the
Reconfigurable Beam Splitter gates. We perform numerical experiments showing
the power of the proposed method to find ground states of typical Hamiltonians
with quantum imaginary time evolution using parameterized quantum circuits. In
addition, we show the method can be applied to real time evolution and discuss
the tradeoff between its simulation accuracy and hardware efficiency.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,パラメータ化量子回路における任意の単一ビットゲートを逐次最適化する手法を提案する。
この方法はシングルキュービットゲートの完全な自由度を利用するため、より優れた性能を得ることができる。
具体的には、単一の量子ゲートの軸と角度を同時に最適化し、既知の方法は軸を固定した角度を最適化するか、あるいはその逆を最適化する。
既知の手法を一般化し、回転軸と角度によってパラメータ化された正弦波コスト関数を利用する。
さらに, ホップと再構成可能なビームスプリッタゲートを含む励起保存制約付きパラメータ化2量子ゲートの集合を最適化するために, どのように拡張するかを示す。
パラメタライズド量子回路を用いて、量子想像時間進化を伴う典型的なハミルトンの基底状態を見つけるための提案手法のパワーを示す数値実験を行う。
さらに,実時間発展に適用できることを示すとともに,シミュレーション精度とハードウェア効率のトレードオフについて考察する。
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