論文の概要: Reducing circuit depth in adaptive variational quantum algorithms via effective Hamiltonian theories

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.09214v1
• Date: Sun, 23 Jan 2022 09:38:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-28 02:36:36.941879
• Title: Reducing circuit depth in adaptive variational quantum algorithms via effective Hamiltonian theories
• Title（参考訳）: 効率的なハミルトニアン理論による適応変分量子アルゴリズムの回路深さの低減
• Authors: Jie Liu and Zhenyu Li and Jinlong Yang
• Abstract要約: 我々は、有効ハミルトニアンを有限項で構成するために、励起作用素の線型結合の積の形での新しい変換を導入する。 この新しい変換で定義される有効ハミルトニアンは、定数サイズの量子回路を維持するために適応変分量子アルゴリズムに組み込まれる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.24048506727803
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Electronic structure simulation is an anticipated application for quantum computers. Due to high-dimensional quantum entanglement in strongly correlated systems, the quantum resources required to perform such simulations are far beyond the capacity of current quantum devices. To reduce the quantum circuit complexity, it has been suggested to incorporate a part of the electronic correlation into an effective Hamiltonian, which is often obtained from a similarity transformation of the electronic Hamiltonian. In this work, we introduce a new transformation in the form of a product of a linear combination of excitation operators to construct the effective Hamiltonian with finite terms. To demonstrate its accuracy, we also consider an equivalent adaptive variational algorithm with this transformation and show that it can obtain an accurate ground state wave function. The effective Hamiltonian defined with this new transformation is incorporated into the adaptive variational quantum algorithms to maintain constant-size quantum circuits. The new computational scheme is assessed by performing numerical simulations for small molecules. Chemical accuracy is achieved with a much shallower circuit depth.
• Abstract（参考訳）: 電子構造シミュレーションは量子コンピュータに期待される応用である。 強相関系における高次元量子絡み合いのため、そのようなシミュレーションを行うのに必要な量子資源は現在の量子デバイスの容量をはるかに超えている。 量子回路の複雑さを低減するため、電子相関の一部を有効ハミルトニアンに組み込むことが提案されており、これは電子ハミルトニアンの類似性変換からしばしば得られる。 本研究では,実効ハミルトニアンを有限項で構成するために,励起作用素の線型結合の積の形での新しい変換を導入する。 その精度を示すために、この変換を伴う等価適応変分アルゴリズムも検討し、高精度な基底状態波動関数が得られることを示す。 この新しい変換で定義される有効ハミルトニアンは、定数サイズの量子回路を維持するために適応変分量子アルゴリズムに組み込まれる。 新しい計算手法は小分子の数値シミュレーションによって評価される。 化学的精度はより浅い回路深度で達成される。

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