論文の概要: A full circuit-based quantum algorithm for excited-states in quantum chemistry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.14193v3
• Date: Wed, 3 Jan 2024 06:31:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-04 17:30:47.318006
• Title: A full circuit-based quantum algorithm for excited-states in quantum chemistry
• Title（参考訳）: 量子化学における励起状態の完全回路型量子アルゴリズム
• Authors: Jingwei Wen, Zhengan Wang, Chitong Chen, Junxiang Xiao, Hang Li, Ling Qian, Zhiguo Huang, Heng Fan, Shijie Wei, and Guilu Long
• Abstract要約: 量子化学ハミルトニアンの励起状態スペクトルを得るための非変分完全回路に基づく量子アルゴリズムを提案する。 従来の古典量子ハイブリッド変分アルゴリズムと比較して,本手法は古典的最適化プロセスを排除している。 このアルゴリズムは、フォールトトレラント量子コンピュータ上の様々なハミルトンスペクトル決定問題に広く適用することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.973166066636441
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Utilizing quantum computer to investigate quantum chemistry is an important research field nowadays. In addition to the ground-state problems that have been widely studied, the determination of excited-states plays a crucial role in the prediction and modeling of chemical reactions and other physical processes. Here, we propose a non-variational full circuit-based quantum algorithm for obtaining the excited-state spectrum of a quantum chemistry Hamiltonian. Compared with previous classical-quantum hybrid variational algorithms, our method eliminates the classical optimization process, reduces the resource cost caused by the interaction between different systems, and achieves faster convergence rate and stronger robustness against noise without barren plateau. The parameter updating for determining the next energy-level is naturally dependent on the energy measurement outputs of the previous energy-level and can be realized by only modifying the state preparation process of ancillary system, introducing little additional resource overhead. Numerical simulations of the algorithm with hydrogen, LiH, H2O and NH3 molecules are presented. Furthermore, we offer an experimental demonstration of the algorithm on a superconducting quantum computing platform, and the results show a good agreement with theoretical expectations. The algorithm can be widely applied to various Hamiltonian spectrum determination problems on the fault-tolerant quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータを用いて量子化学を研究することは、今日では重要な研究分野である。 広く研究されている基底状態問題に加えて、励起状態の決定は化学反応やその他の物理過程の予測とモデル化において重要な役割を果たす。 本稿では,量子化学ハミルトニアンの励起状態スペクトルを得るための非可変完全回路型量子アルゴリズムを提案する。 従来の量子ハイブリッド変分アルゴリズムと比較して,従来の最適化処理を排除し,異なるシステム間の相互作用による資源コストを低減し,バレンプレートを使わずにより高速な収束率と強靭性を実現する。 次回のエネルギーレベルを決定するためのパラメータ更新は、前回のエネルギーレベルのエネルギー測定出力に自然に依存しており、補助システムの状態準備プロセスを変更するだけで実現でき、追加のリソースオーバーヘッドが少ない。 水素,LiH,H2O,NH3分子を用いたアルゴリズムの数値シミュレーションを行った。 さらに,超伝導量子コンピューティングプラットフォーム上でのアルゴリズムの実験的実証を行い,理論的な期待値とよく一致したことを示す。 このアルゴリズムは、フォールトトレラント量子コンピュータ上の様々なハミルトンスペクトル決定問題に広く適用することができる。

関連論文リスト

• Understanding and mitigating noise in molecular quantum linear response for spectroscopic properties on quantum computers [0.0]
  本稿では、シミュレーションされたフォールトトレラント量子コンピュータの分光特性を求める量子線形応答理論について述べる。 この研究は、量子アルゴリズムにおけるノイズの起源を分析し予測するための新しいメトリクスを導入している。 パウリ省エネによる計測コストと騒音の低減効果を強調した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-17T23:46:17Z)
• Evaluation of phase shifts for non-relativistic elastic scattering using quantum computers [39.58317527488534]
  本研究は, 量子コンピュータ上での一般相対論的非弾性散乱過程の位相シフトを求めるアルゴリズムの開発を報告する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-04T21:11:05Z)
• Hybrid Quantum-Classical Clustering for Preparing a Prior Distribution of Eigenspectrum [10.950807972899575]
  時間非依存ハミルトニアンの固有スペクトルの事前分布と回路について検討する。 提案アルゴリズムはハミルトン変換,パラメータ表現,古典的クラスタリングの3つの戦略ステップで展開する。 このアルゴリズムは1Dハイゼンベルク系とLiH分子系への応用を通して実証される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-29T14:21:55Z)
• Bias-field digitized counterdiabatic quantum optimization [39.58317527488534]
  我々はこのプロトコルをバイアス場デジタルダイアバティック量子最適化(BF-DCQO)と呼ぶ。 私たちの純粋に量子的なアプローチは、古典的な変分量子アルゴリズムへの依存を排除します。 基底状態の成功確率のスケーリング改善を実現し、最大2桁まで増大する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-22T18:11:42Z)
• Probing Quantum Efficiency: Exploring System Hardness in Electronic Ground State Energy Estimation [0.0]
  電子構造理論の古典的アルゴリズムと量子アルゴリズムの相関性について考察する。 量子アルゴリズムでは,変分量子固有解法 (VQE) と量子位相推定法 (QPE) を選択した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-31T20:07:15Z)
• Fighting noise with noise: a stochastic projective quantum eigensolver [0.0]
  本稿では,量子状態の必要なサンプリングにおいて,物理観測値の2次低減につながる新しい手法を提案する。 この方法は、量子デバイス上の一般化学のための励起状態計算やシミュレーションに応用できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-26T09:22:06Z)
• Synergy Between Quantum Circuits and Tensor Networks: Short-cutting the Race to Practical Quantum Advantage [43.3054117987806]
  本稿では,量子回路の初期化を最適化するために,古典計算資源を利用するスケーラブルな手法を提案する。 本手法は, PQCのトレーニング性, 性能を, 様々な問題において著しく向上させることを示す。 古典的コンピュータを用いて限られた量子資源を増強する手法を実証することにより、量子コンピューティングにおける量子と量子に着想を得たモデル間の相乗効果を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-29T15:24:03Z)
• Numerical Simulations of Noisy Quantum Circuits for Computational Chemistry [51.827942608832025]
  短期量子コンピュータは、小さな分子の基底状態特性を計算することができる。 計算アンサッツの構造と装置ノイズによる誤差が計算にどのように影響するかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-31T16:33:10Z)
• 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 Application of Quantum Annealing Computing to Seismic Inversion [55.41644538483948]
  小型地震インバージョン問題を解決するために,D波量子アニールに量子アルゴリズムを適用した。 量子コンピュータによって達成される精度は、少なくとも古典的コンピュータと同程度である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-06T14:18:44Z)
• Simulating quantum chemistry in the seniority-zero space on qubit-based quantum computers [0.0]
  計算量子化学の近似をゲートベースの量子コンピュータ上で分子化学をシミュレートする手法と組み合わせる。 基本集合を増大させるために解放された量子資源を用いることで、より正確な結果が得られ、必要な数の量子コンピューティングの実行が削減されることが示される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-31T19:44:37Z)

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。