論文の概要: Simulating strongly interacting Hubbard chains with the Variational
Hamiltonian Ansatz on a quantum computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.11996v3
- Date: Wed, 23 Feb 2022 10:21:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-07 02:06:56.206833
- Title: Simulating strongly interacting Hubbard chains with the Variational
Hamiltonian Ansatz on a quantum computer
- Title（参考訳）: 量子コンピュータにおける強い相互作用を持つハバード鎖と変分ハミルトンアンザッツのシミュレーション
- Authors: Baptiste Anselme Martin, Pascal Simon and Marko J. Ran\v{c}i\'c
- Abstract要約: 変分量子固有解法(VQE)は、分子や凝縮物質システムを小型量子コンピュータ上で研究するために実装されている。
1次元ハバード鎖の基底物理のどれ程が、問題に着想を得た変分ハミルトンアンザッツ(VHA)によって幅広いパラメータ値で記述されているかという問題に答えようとしている。
以上の結果から,低忠実度溶液でさえエネルギーと2重占有部位をよく捉えているのに対し,スピンスピン相関は高忠実度溶液であってもよく捉えられていないことが示唆された。
- 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: Hybrid quantum-classical algorithms have been proposed to circumvent noise
limitations in quantum computers. Such algorithms delegate only a calculation
of the expectation value to the quantum computer. Among them, the Variational
Quantum Eigensolver (VQE) has been implemented to study molecules and condensed
matter systems on small size quantum computers. Condensed matter systems
described by the Hubbard model exhibit a rich phase diagram alongside exotic
states of matter. In this manuscript, we try to answer the question: how much
of the underlying physics of a 1D Hubbard chain is described by a
problem-inspired Variational Hamiltonian Ansatz (VHA) in a broad range of
parameter values ? We start by probing how much does the solution increases
fidelity with increasing ansatz complexity. Our findings suggest that even low
fidelity solutions capture energy and number of doubly occupied sites well,
while spin-spin correlations are not well captured even when the solution is of
high fidelity. Our powerful simulation platform allows us to incorporate a
realistic noise model and shows a successful implementation of noise-mitigation
strategies - post-selection and the Richardson extrapolation. Finally, we
compare our results with an experimental realization of the algorithm on IBM
Quantum's ibmq_quito device.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータのノイズ制限を回避するためにハイブリッド量子古典アルゴリズムが提案されている。
このようなアルゴリズムは、期待値の計算のみを量子コンピュータに委譲する。
このうち、変量量子固有解法(VQE)は、小さな量子コンピュータ上で分子や凝縮物質システムを研究するために実装されている。
ハバードモデルで記述された凝縮物質系は、物質のエキゾチックな状態と共に豊富な相図を示す。
問題に触発された変分ハミルトンアンサッツ (vha) は、1次元ハバード鎖の基本物理学のどれ程を幅広いパラメータ値で記述しているか?
まず、ansatzの複雑さの増加に対して、ソリューションがどの程度忠実度を高めているかを調べることから始めます。
以上の結果から,低忠実度溶液でさえエネルギーと2重占有部位をよく捉えているのに対し,スピンスピン相関は高忠実度溶液であってもよく捉えていないことが示唆された。
我々の強力なシミュレーションプラットフォームは、現実的なノイズモデルを組み込むことができ、選択後やリチャードソン補間といったノイズ緩和戦略の実装に成功していることを示す。
最後に、ibm quantumのibmq_quitoデバイス上でのアルゴリズムの実験的実現と比較する。
関連論文リスト
- Quantum benefit of the quantum equation of motion for the strongly
coupled many-body problem [0.0]
量子運動方程式 (quantum equation of motion, QEOM) はフェルミオン多体系の励起特性を計算するためのハイブリッド量子古典アルゴリズムである。
我々は、qEOMが要求される量子測定数の独立性により量子的利益を示すことを明らかに示している。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-18T22:10:26Z) - Variational quantum algorithms for local Hamiltonian problems [0.0]
変分量子アルゴリズム(VQA)は、量子コンピュータを用いて最適化問題を解くために設計された量子アルゴリズムの一群である。
主に変分量子固有解法 (VQE) と呼ばれるアルゴリズムに注目し、量子ビットハミルトニアンは近似基底状態を返す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-23T22:32:56Z) - Quantum Davidson Algorithm for Excited States [42.666709382892265]
基底状態と励起状態の両方に対処するために量子クリロフ部分空間(QKS)法を導入する。
固有状態の残余を使ってクリロフ部分空間を拡大し、コンパクトな部分空間を定式化し、正確な解と密接に一致させる。
量子シミュレータを用いて、様々なシステムの励起状態特性を探索するために、新しいQDavidsonアルゴリズムを用いる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-22T15:03:03Z) - Recompilation-enhanced simulation of electron-phonon dynamics on IBM
Quantum computers [62.997667081978825]
小型電子フォノン系のゲートベース量子シミュレーションにおける絶対的資源コストについて考察する。
我々は、弱い電子-フォノン結合と強い電子-フォノン結合の両方のためのIBM量子ハードウェアの実験を行う。
デバイスノイズは大きいが、近似回路再コンパイルを用いることで、正確な対角化に匹敵する電流量子コンピュータ上で電子フォノンダイナミクスを得る。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-16T19:00:00Z) - A Hybrid Quantum-Classical Algorithm for Robust Fitting [47.42391857319388]
本稿では,ロバストフィッティングのためのハイブリッド量子古典アルゴリズムを提案する。
私たちのコアコントリビューションは、整数プログラムの列を解く、新しい堅牢な適合式である。
実際の量子コンピュータを用いて得られた結果について述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-25T05:59:24Z) - Model-Independent Error Mitigation in Parametric Quantum Circuits and
Depolarizing Projection of Quantum Noise [1.5162649964542718]
与えられたハミルトニアンの基底状態と低い励起を見つけることは、物理学の多くの分野において最も重要な問題の一つである。
Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) デバイス上の量子コンピューティングは、そのような計算を効率的に実行する可能性を提供する。
現在の量子デバイスは、今でも固有の量子ノイズに悩まされている。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-30T16:08:01Z) - Quantum algorithms for quantum dynamics: A performance study on the
spin-boson model [68.8204255655161]
量子力学シミュレーションのための量子アルゴリズムは、伝統的に時間進化作用素のトロッター近似の実装に基づいている。
変分量子アルゴリズムは欠かせない代替手段となり、現在のハードウェア上での小規模なシミュレーションを可能にしている。
量子ゲートコストが明らかに削減されているにもかかわらず、現在の実装における変分法は量子的優位性をもたらすことはありそうにない。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-09T18:00:05Z) - An Algebraic Quantum Circuit Compression Algorithm for Hamiltonian
Simulation [55.41644538483948]
現在の世代のノイズの多い中間スケール量子コンピュータ(NISQ)は、チップサイズとエラー率に大きく制限されている。
我々は、自由フェルミオンとして知られる特定のスピンハミルトニアンをシミュレーションするために、量子回路を効率よく圧縮するために局所化回路変換を導出する。
提案した数値回路圧縮アルゴリズムは、後方安定に動作し、$mathcalO(103)$スピンを超える回路合成を可能にするスピンの数で3次スケールする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-06T19:38:03Z) - Simulating a ring-like Hubbard system with a quantum computer [0.0]
量子多体問題を解くために、現在の量子コンピューティングハードウェアを使用するワークフローを開発する。
本研究では, ホッピング振幅が変化するにつれて, 生成物状態から内在的に相互作用する基底状態への遷移を示す4サイトハバード環について検討した。
我々は、この遷移を見つけ、IBM量子コンピュータ上で実行される変分量子アルゴリズムを用いて、高精度な定量精度で基底状態エネルギーを解く。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-13T18:08:09Z) - Quantum circuit architecture search for variational quantum algorithms [88.71725630554758]
本稿では、QAS(Quantum Architecture Search)と呼ばれるリソースと実行時の効率的なスキームを提案する。
QASは、よりノイズの多い量子ゲートを追加することで得られる利点と副作用のバランスをとるために、自動的にほぼ最適アンサッツを求める。
数値シミュレータと実量子ハードウェアの両方に、IBMクラウドを介してQASを実装し、データ分類と量子化学タスクを実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-20T12:06:27Z) - Variational Quantum Eigensolver for Frustrated Quantum Systems [0.0]
変分量子固有解法(VQE)は、量子ハミルトニアンによって指定されたエネルギーランドスケープにおける大域最小値を決定するように設計されている。
本稿では、1次元のフェルミオン連鎖を記述するハバード様モデルに対するVQE手法の性能について考察する。
また、ハミルトニアンに対するバレンプラトー現象の研究を行い、この効果の重大性はフェルミオンの量子ビットへの符号化に依存することを示した。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-01T18:00:01Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。